EX SCAMBIATORI DI CALORE DI TIPO 1-1
Uno scambiatore di calore in controcorrente per il raffreddamento di un olio (c=2330J/kg K) ha
una superficie di scambio Ai=3,33m^2. Una portata di 2kg/s viene raffreddata da 420K a 380K
da una portata di acqua di 1kg/s e temperatura d’ingresso 300K. Calcolare la trasmittanza
effettiva e confrontarla con quella di progetto Upi=930W/m K
2 Ai 3 33m2
Caio=2330J/kgk JUkgk
(co A186 =
= ,
T=
Ti= 350K
A2OK
Kg/
2
gen ai =
, " Upi
T 93 W/mk
&
300K
1Kg/r :
gr = =
40 =
,
U A Stme
y =
Flusso termico scambiato (ceduto dall’olio)
y sq1t<0 23305/kk-2kg/(380
y 120k 186 Akw
= - -
=
=
= ,
(Ricevuto dall’acqua) (Tr
y" mo-300)k
y" 1186J/kgk
gst" 186
1kg/ 1kw
0 y
0 - -
- . =
= = ,
= ,
Time
-"no "
I 186
300 AkW 377 7K
= + ,
+ ,
=
=
~" A
" 196k5/kgk 1kg/
g ·
,
Scambiatore di calore controcorrente:
11 A20 377 75 3k
7
- ,
= =
,
350
12 300 00k
- =
= =
Stme 80 77
75 3 6
- ,
= ,
= =
h(2/11)h(80/75 3)
,
Vi= 186 721W/m2k
7 7
,
= =
Ai Stre 3 77
33 6
. ,
, Rit=Upi-Vi
Riduzione percentuale tra valore attuale e di progetto: 930 =22
721 5 %
-
- ,
Upi 930
NTU = = ar =>
YErfIV Ideale flusso necessario per portare il fluido caratterizzato da (cqm)min alla temperatura d’ingresso dell’altro fluido
& = TrAx
(0qalmce (rqulti-ti")
It -ti") VAStre
!
yeax YEFreTr= =
=
In qulone=2330J/kgk 16605/k5
2kg/
. =
I qulmo 1186J/kgK J/kr
1186
1kg/
.
= =
I lugelaxx
gelosin 11
qulazo
10 qulri
=
= -
186
y' 7kW
& =0 37
-
= , ,
=
l 1 (120-300K
galacIt-te") 186kJ/kgk ·
,
(1 qu) 1186
& 0 S
min
.
= .
I =
( qu(max 166 &
. 1h
1 1
NTU 5 1 37
h 0 0 57
-
- -
=- ,
- ,
=
31 1- 037
1 5 1 9 09
0
-
- - .
.
NTUesulan-1
Vi 186 717 1
= ,
=
/DAL
EX GAFIca
in uno scambiatore di calore a fascio TUBIERO del tipo 1-2 con tubi piegati a U dal lato tubi entra
olio a 160°C con w0=1m/s. Dal lato mantello (sezione 0,25m^2) entra acqua a temperatura di
120°C con wa=0,3m/s. I 130 tubi sono di alluminio ( =205W/mL) di lunghezza totale (inclusa la
piegatura a U) di 10m con De=50mm, spessore 3mm (spaziatura tra i tubi s=100mm). Calcolare il
flusso termico scambiato e le temperature di uscita dei 2 fluidi
Venere e
l
n
·
Per il calcolo di h, supponendo di trascurare l’irragiamento. Dal lato tubi usare la relazione:
Nu= Re *
0 023 e
.
, 556
* Pe
Dal lato mantello usare la relazione empirica: Nat Re 1 1
& 782 .
. ,
= ,
(0 -
~
A
Diametro equivalente: de 086 T
. . -
= , ↑ De
.
Lato tubi: m) 130
. n =
A T - 19
&
:
. = ,
=
Ao=1m/ 159
198m2
306 6
kg/m Kg/
No
gio 0
Go ,
· - =
. ,
=
- 159 6 kg/ 783k5/4k 396 3 kW/K
2
.
ge - =
,
=
= ,
,
Lato mantello: 70
25m2 Kg/
975kg/m 9
3m/s
& 0
fa = - =
· ,
,
,
Go 70 A
9Kg/ 297
19kJ/kgK 1kW/K
gene . =
r =
= - , ,
,
R -W/K
& 1 33
= ,
=
=
de 297 1kW/K
, =>
NTU = Coefficiente di scambio convettivo dal lato tubi (hi)
=
Re At .m
1m 7 857
i :
= =
= Re A
0
Nur=hibi=0 7857 ** hi Nutt 530
, wak_ e e
e
Pe
023 AVV
023
& 176
1 8
- . . =
. =
= =
, ,
, ,
↓ m
1/0 2018
de 01 :
886 - -
= , 176m
0
,
=
10m
↑ 50
. -
Relog des 20176m 213765
W .
= =
- 2 -
77 10 m2
V ·
, %.
782/2137651455
NUte 7764 576 7
1
& 1 1
- =
,
= ,
,
, ,
he Nuxe 685W/mk
1 576 0
1 2127 Wak
- ,
,
-
des
= =
176m
& 1
1 380
U 5W/mk
= - ,
- =
1
25teom
1
1 h5+
1
h
Le be
e t
.
+ + hi
he 530
2127
1 Wak We e
A
di
ei ,
A 50-10m
be. L 20tm2
H 130
4 10
. n .
. - =
-
=
=
UA 201 77698W/K
2 m2 5W/m2k
380 =
= , ,
NTUt LA kWK 196
& = 0 2
= ,
= ,
=
396
% 3 kW/K
,
SEMINARIO DIDATTICO 3(BERAGHI):
EX: ↓
scambio termico da cilindro di un ciclomotore (lega di alluminio =190W/mK; h=0,16m;
De=50mm; spessore s=5mm). In condizioni tipiche di funzionamento la temperatura del gas
contenuto all’interno del cilindro raggiunge valori di circa 1200°C. hi=30W/m K; he=40W/m K. Il
2 2
cilindro è esposto all’aria ambiente t=25°C ed è dotato di alette anulari per aumentare lo
scambio termico verso l’esterno (L=20mm; s=3mm; distanza tra alette d=5mm). Qual è
l’aumento dello scambio termico dovuto alla presenza delle alette? Qual è la temperatura
raggiunta sulla superficie interna del cilindro e quella che si raggiungerebbe nel caso di assenza
di alette?
↓ hi
h te
190Wmk ti
be Sam 25 30W/mK
%
16m 1200
50mm
& =
=
= =
=
, =
=
L
he AOW/m2k d ?
?
20mm
5um ?
tpi
3m You-yo=
5 el=
pie=
= =
=
= ,
Ae Deh 025m2
4 0 05 &
0 16
. .
= =
= ,
, ,
Di 0 &
05-2 & 005 07
. =
= ,
, ,
Ai 4
Dih m
& 02
16
07
0 &
. . =
= = , , ,
Trasmittanza in geometria cilindrica: tel Fones)
e) (satens
/is: sito (
VA ! endesse
nel :
= 377W/K
&
= ,
UA(ti 377(1200 25)
0
te) A10k
Yo - - =
= ,
=
Trasmittanza sistema alettato in geometria cilindrica:
Arone)
/is
VA sito
e
= The
:
1)
(y
1
y + -
= 15mm
25
L 20
20 +
bi
= + =
= a]
.. 003/2"
" [2 GUARDA
(e-ni+trz) (0 GRAFI
(2he/ 10/190
?
(Atle-eill 0 26
9 003
02 =
0
0 . - .
+ =
= , ,
, ,
, =>
0 97
yo = , h/(5 16/(0
Na 005)
p) 20
0 003 0 =
+
+ ,
= ,
= , 0254)
4)
AN-1 N[2(πre 204(2(0 176m2
0152 0
41 0
:
- - = ,
,
= = ,
Arulisen AATE
Ata +
=
e
,
Asvx13Et 2014 20 0 0157
0054
De 0 15
0
.
= =
. , ,
= ,
A Ta 176
0 192m2
0157 0
0
+ =
e , ,
= ,
, 1 1 =0 137
,
I he ATaT e) & 978 192
10 0
.
. ,
,
,
[1 131)
VAn 55 WK
67 0
90012 0
+
= + =
, ,
,
55(1200 25)
UAal(ti-te) 651W
&
Yar =
= -
,
= 651 110 211N
400 y -
= =
-
Scambio superficiale lato interno:
Aihilti-tpil
yo- ti -4e
tpi =
o
, hi
Ai
tp 1200 766
770 67
= -
= 0 ,
, =
&, &2 30
.
tpi Yat=1200-651=
al-ti 15 r
,
SEMINARIO DIDATTICO 4(BERAGHI):
EX TRASFORMAZIONI DELL’ARIA UMIDA, MISCELAZIONE ADIABATICA DI 2 CORRENTI:
si mescolino una portata di 0,5kg/s d’aria a 24°C e 50% di umidità relativa (1) con 0,1kg/s a
34°C e 70% di umidità relativa (2). Determinare le condizioni termoigrometriche della miscela (3)
Gen Xzdez des
Bilancio del vapore: * x3
+ =
hidor
Bilancio dell’entalpia: dez=h's
the des
3
Gar=0 Goz
5 kgr Kg/
& 1
, ,
=
t1 tc
27 31
= =
URz
UR Diagramma di Mollier
50 70 %
%
= =
Xc 9
9
X1 5 gr/Kga
gr/kgo
5 = ,
,
=
hi hic 19
ASKJ/kga KJ/kge
= =
da =
Non 5
27 12 gr
01
X 3 , . e se
= =
his hider don 19
thi 5 +97 57
0 1 kJrkg
0
. .
, , -
= =
=
Los 6
0
,
ts 26 :
=
URs 55 %
= =>
Pr
Da tabella: 2991 Pe
=
622 9 32
5
0 2991
9622 gr
x 0 .
.
.
= ,
, = =
101300 2991
5
0
- .
,
5
.
Prz 610
610 53168
5 =
= =
,
,
622d 5316 7 gr/Kga
7 23
0
x2 .
,
= ,
, =
101380 5316
7
0
- .
,
h x (2500 87t1) 21)
1 17
0093(2500
1 005t1 8 k5/kg
005
1 21 0 1 87
=
+
+ +
- + =
.
, ,
,
= , ,
,
hi 0237/2500
xz(2500 31)
87tz)
1 005tz 95k5/kg
1
1 37 1 87
005 0
+ = +
+
+ . . =
= , , .
, ,
,
Nidon+xados - 11
23 7 7
01 gre
x -
= ,
3 e
,
=
Ges tez
+
hi-thedez 55
=-
5195 67
1
0 K5K
. , = , e
EX RISCALDAMENTO SENSIBILE:
una portata di aria umida do 0,5kg/s a 24°C e 50% di umidità relativa viene riscaldata di 10°C.
Determinare la potenza ricevuta
Riscaldamento a x=cost
Equilibrio bilancio sistemi aperti: Golhe-hi)
41z = 3
tr +2 37 :
21
= =
UR 50 10g/kg
% x2
= x
= = Da diagramma
hi
h 78k5/Kge 50 kJ/kg
=
=
! .
10g/kg
X =
St 10
=
Gu 5kg/
0
= ,
,
6 1 Kg
0195
= = =
Go(hi -hi) 195(58 1
0 78) 95kW
4 - =
=
1 z , ,
= Pr=
Da tabella: Pe
2991
P 9
95 32
. 2991
0 622 gua
9622
x .
= , , e
=
= 101300 2991
5
0
- .
,
hi x (2500 87t1)
1 0053/2500 21)
005t1 1 17
1 005 K5/kg
21 1
0 87
+ + . +
= -
+
= =
, , ,
,
, ,
hi x2(2500
1 1 00093(2500
87tz)
005t 58k5/kg
31)
37
005 1
1 87 =
=
+ + + .
+
.
,
= , ,
, -
195/58
-hi)
Go(hi 5)
& 5
77
4, 05 kw
- =
= ,
= , ,
EX RAFFREDDAMENTO E DEUMIDIFICAZIONE:
una corrente di 0,1kg/s (24°C, U.R.
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