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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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I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher mattiaaffer2001 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fisica tecnica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università degli Studi di Pavia o del prof Magrini Anna.
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