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. Dimensionamento di uno scambiatore di calore – Rate Problem. Università di Roma – Tor Vergata Facoltà di Ingegneria – Dipartimento di Ingegneria Meccanica.

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1 . Dimensionamento di uno scambiatore di calore – Rate Problem. Università di Roma – Tor Vergata Facoltà di Ingegneria – Dipartimento di Ingegneria Meccanica Anno Accademico Ing. G. Bovesecchi Termotecnica 1 (7249/4657)

2 Dimensionamento di uno scambiatore di calore – Size Problem

3 In uno scambiatore di calore a fascio tubiero del tipo 1-2 con tubi piegati a U (cfr. figura) dal lato tubi entra olio a 160°C con velocità di 1m/s. Dal lato mantello (sezione di 0.25m 2 ) entra acqua a temperatura di 120°C con velocità di 0.3m/s. I tubi sono di alluminio (λ=205 W/mK) di lunghezza totale (inclusa la piegatura a U) di 10m con diametro esterno di 50mm e spessore 3mm e in numero di 130. Calcolare il flusso termico scambiato e le temperature di uscita de due fluidi. Dimensionamento di uno scambiatore di calore – Size Problem c p (kJ/kg K)ρ (kg/m 3 )υ (m 2 /s)λ (W/m K) Pr olio × acqua × Le temperature dei due fluidi sono calcolate alla temperatura di ingresso dei due fluidi:

4 Dal lato mantello usure la relazione empirica: Dimensionamento di uno scambiatore di calore – Size Problem Dove s è la spaziatura tra i tubi (100mm) e d il diametro esterno. Dove il diametro equivalente è dato dallespressione: Dal lato tubi usare la relazione di Dittus-Bolter:

5 Dimensionamento di uno scambiatore di calore – Size Problem

6 Iniziamo con il caratterizzare il lato tubi: Calcoliamo quindi il C t

7 Dimensionamento di uno scambiatore di calore – Size Problem Passiamo quindi al lato mantello: Calcoliamo ora R e NTU t

8 Dimensionamento di uno scambiatore di calore – Size Problem LNTU è funzione del coefficiente globale di scambio (U) della superficie di scambio e del C t. Calcoliamo il coefficiente di scambio convettivo dal lato tubi (h t )

9 Dimensionamento di uno scambiatore di calore – Size Problem Per il lato mantello avremo che:

10 Dimensionamento di uno scambiatore di calore – Size Problem Quindi U sarà: La superficie totale di scambio è data da:

11 Dimensionamento di uno scambiatore di calore – Size Problem

12

13 Dal grafico si ricava P:


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