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
lunghezzaT130 °C45 °C120 °C15 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 130 a 45 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 15 a 120 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 130 → 45 °CTc: 15 → 120 °C
ΔTlm = K
2.Facile
lunghezzaT125 °C60 °C110 °C20 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente il fluido caldo si raffredda da 125 a 60 °C mentre il fluido freddo si riscalda da 20 a 110 °C. Trova la differenza di temperatura media logaritmica ΔTlm.

Th: 125 → 60 °CTc: 20 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Media
lunghezzaT145 °C50 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Uno scambiatore di calore controcorrente trasferisce 360 kW. La sua area di scambio è 8 m². Il fluido caldo si raffredda da 145 a 50 °C e il fluido freddo si riscalda da 30 a 85 °C. Trova il coefficiente globale di scambio U.

Q̇ = 360 kWA = 8 m²Th: 145 → 50 °CTc: 30 → 85 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
lunghezzaT95 °C65 °C10 °C40 °CΔT₁ΔT₂equicorrente

Uno scambiatore equicorrente trasferisce 380 kW. Il fluido caldo si raffredda da 95 a 65 °C e il fluido freddo si riscalda da 10 a 40 °C. Il coefficiente globale di scambio è 1500 W/(m²·K). Trova l’area di scambio A necessaria.

Q̇ = 380 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 95 → 65 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
5.Difficile
lunghezzaT130 °C60 °C23,96 °C10 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

Olio caldo (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) si raffredda da 130 a 60 °C in uno scambiatore controcorrente. Riscalda 3 kg/s di acqua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) che entra a 10 °C. Con U = 500 W/(m²·K), trova l’area di scambio A necessaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difficile
lunghezzaT80 °C??15 °CΔT₁ΔT₂controcorrente

In uno scambiatore controcorrente entrambe le correnti hanno la stessa capacità termica oraria, ṁ·cp = 1 kW/K. La corrente calda entra a 80 °C e quella fredda a 15 °C. Lo scambiatore ha A = 5 m² e U = 200 W/(m²·K). Trova la temperatura di uscita della corrente calda Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluzioni

  1. 1. ΔTlm = 18,2 K
  2. 2. ΔTlm = 25,49 K
  3. 3. U = 1236 W/(m²·K)
  4. 4. A = 5,167 m²
  5. 5. A = 4,695 m²
  6. 6. Th,out = 47,5 °C

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