Scambiatore di calore

Calcolo della portata in massa di acqua fredda

Q́ Kgc= =0,146ḿ

Dal primo principio, si ricava ipotizzando unf s( )∗ −Tc Tpf fu fiJcp=4184 , calcolato tramite interpolazione lineare alla temperaturaKg∗Kmedia tra ingresso e uscita del fluido freddo

Calcolo della differenza di temperatura logaritmica media coefficiente discambio globale

Bisogna quindi calcolare la differenza di temperatura media logaritmica, aquesto fne si defniscono e rispettivamente come la differenza tra leT1 T2temperature di ingresso e di uscita dallo scambiatore (ΔT1 = (T - T ) e ΔT2 =ci f(T – T ) ), quindicu fu −Δ T ΔT1 2 =6,85 ° C( )ΔTΔT =m 1ln T 2

Calcolo del coefficiente di scambio termico globale

Quindi,

Sapendo che e conoscendo l'area, possiamo ricavare Q́=U∗A∗∆ T lm, ec Q́ W= =519,8Uil coefficiente di scambio globale ec 2A∗∆ T ∗°m Clm, ec

Calcolo dell'efficienza dello scambiatore

L'efficienza di uno scambiatore viene defnita come il rapporto tra il flusso termico effettivamente scambiato e quello massimo possibile Q́= =0,73=73ε %∗(T −T )C min ci fi ⋅cḿ

Dove per il fluido caldo C = = 0,17 kW K e per il fluido freddo C =-1c fc pc⋅cḿ = 0,61 kW K , da cui C = C-1 min cf pf

Caso 2: Scambiatore in controcorrente

SCAMBIATORE DI CALORE

Calcolo della potenza termica scambiata

Come nel caso precedente, adottando le stesse ipotesi, si trova V́| | ( )⋅c ⋅ c= −TQ́ ḿ T ' ' = ( )⋅ −Tρ⋅c T ' 'c c pc c c1000∗3600i u i uKgJ ρ=993,8c=4183

Assumendo da tabelle e si può trovare 3Kg∗K m=2933Q́ Wc

Calcolo della portata in massa di acqua

fredda | Q́ Kgc= =0,134ḿDal primo principio, si ricava ipotizzando unf s( )∗ −Tc T ' 'pf fu fiJcp=4184 , calcolato tramite interpolazione lineare alla temperaturaKg∗Kmedia tra ingresso e uscita del fluido freddoCalcolo della differenza di temperatura logaritmica media coefficiente discambio globaleBisogna quindi calcolare la differenza di temperatura media logaritmica, aquesto fne si defniscono, diversamente dal caso precedente, ΔT1 = (T’ – T’ )ci fue ΔT2 = (T’ – T’ ), da cuicu f −ΔT Δ T1 2 =7,14 ° C( )ΔTΔT =m 1ln T 2Calcolo del coefficiente di scambio termico globaleQuindi, sapendo che e conoscendo l’area, possiamo ricavareQ́=U∗A∗∆ T lm, ec Q́ W= =571,3Uil coefficiente di scambio globale cc 2A∗∆ T ∗°m Clm, ecCalcolo dell’efficienza dello scambiatoreL’efficienza di uno scambiatore viene defnita come il rapporto tra

Il flusso termico effettivamente scambiato e quello massimo possibile Q' = 0,86 = 86% * (T - T')C ' 'min ci fi

SCAMBIATORE DI CALORE

Determinazione dell'andamento delle temperature e grafico

Caso equicorrente:

Per determinare l'andamento delle temperature all'interno dello scambiatore, è stato necessario prima ricavare l'andamento delle differenze di temperatura (∆T1 = 1 - (Uec * Aj * β) + β), successivamente si calcola la temperatura ∆T ej 1 Cc Cf 'logaritmica media. Una volta trovati questi valori, calcoliamo il flusso UQ ecj∆T A ed infine le temperature di uscita per il fluido caldo e freddo: lm,j j - Q' j( =TA)-Tc, j c ,i Cce Q' j( =TA)-Tf , j f , i Cc

Diagrammando gli andamenti, si trova il seguente grafico: