Scheda di esercizi di Scambiatori di calore (LMTD) con soluzioni

Scheda di esercizi di Scambiatori di calore (LMTD) gratuita e stampabile: 6 esercizi dal livello facile a quello d’esame, con le soluzioni. Stampala o salvala come PDF.

Nuova schedaEsercitati online con i suggerimenti

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Nome: ____________________   Data: ____________

1.Facile
lunghezzaT145 °C105 °C120 °C20 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 145 a 105 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 20 a 120 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 145 → 105 °CTc: 20 → 120 °C
ΔTlm = K
2.Facile
lunghezzaT80 °C45 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂equicorrente

In uno scambiatore di calore equicorrente il fluido caldo si raffredda da 80 a 45 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 20 a 40 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 80 → 45 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Media
lunghezzaT100 °C85 °C10 °C60 °CΔT₁ΔT₂equicorrente

Uno scambiatore equicorrente trasferisce 380 kW. Il fluido caldo si raffredda da 100 a 85 °C e il fluido freddo si riscalda da 10 a 60 °C. Il coefficiente globale di scambio è 200 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 380 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 85 °CTc: 10 → 60 °C
A = m²
4.Media
lunghezzaT90 °C45 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Uno scambiatore di calore controcorrente trasferisce 200 kW. La sua area di scambio è 20 m². Il fluido caldo si raffredda da 90 a 45 °C e il fluido freddo si riscalda da 30 a 55 °C. Trova il coefficiente globale di scambio U.

Q̇ = 200 kWA = 20 m²Th: 90 → 45 °CTc: 30 → 55 °C
U = W/(m²·K)
5.Difficile
lunghezzaT95 °C??15 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente entrambe le correnti hanno la stessa capacità termica oraria, ṁ·cp = 3 kW/K. La corrente calda entra a 95 °C e quella fredda a 15 °C. Lo scambiatore ha A = 1,5 m² e U = 800 W/(m²·K). Trova la temperatura di uscita della corrente calda Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 15 °CA = 1,5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difficile
lunghezzaT140 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapore che condensa

Il vapore condensa a 140 °C costanti all’esterno dei tubi di un condensatore con un’area di scambio di 3 m² e U = 3000 W/(m²·K). L’acqua di raffreddamento (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nei tubi a 20 °C. Trova la temperatura di uscita dell’acqua Tc,out.

Ts = 140 °CA = 3 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Soluzioni

  1. 1. ΔTlm = 49,03 K
  2. 2. ΔTlm = 22,13 K
  3. 3. A = 37,44 m²
  4. 4. U = 423,6 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 72,14 °C
  6. 6. Tc,out = 81,46 °C

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