Calore vaporizzazione
ancora una domanda... scusate ma il calore di vaporizzazione cosa è? e come si relaziona con la pressione all'interno di uno scambiatore?
Risposte
a parte il fatto che mi sorprende che studi gli scambiatori di calore, ma non conosci il calore latente di evaporazione, la relazione esistente tra tale calore e pressione a cui avviene l'evaporazione non è connessa allo scambiatore di calore, ma è propria della natura del fluido. Tale calore latente è una funzione decrescente della pressione di saturazione, e si annulla alla pressione/temperatura critica.
il calore latente di vaporizzazione so cos'è mi sono espresso male il punto è:
In uno scambiatore di calore si deve riscaldare dell'olio, con una portata di 0,323 kg/s, da 20 a 75 °C (Cp= 2,8 kJ/kg°C supposto costante con la temperatura). Come fluido caldo si ha a disposizione delvapore saturo alla pressione di 0,2703 MPa (calore di vaporizzazione, Hv, pari a 2173,7 kJ/kg).
Determinare:
a) la superficie di scambio termico supponendo che la pressione del fluido caldo lungo lo scambiatore rimanga costante; si assuma il coefficiente globale di scambio termico, K, uguale a 2000 W/(m2°C);
b) la portata in massa di vapore
dunque per fare la a mi serve il $DeltaT$ del vapore giusto? come faccio? la b non so proprio farla...
In uno scambiatore di calore si deve riscaldare dell'olio, con una portata di 0,323 kg/s, da 20 a 75 °C (Cp= 2,8 kJ/kg°C supposto costante con la temperatura). Come fluido caldo si ha a disposizione delvapore saturo alla pressione di 0,2703 MPa (calore di vaporizzazione, Hv, pari a 2173,7 kJ/kg).
Determinare:
a) la superficie di scambio termico supponendo che la pressione del fluido caldo lungo lo scambiatore rimanga costante; si assuma il coefficiente globale di scambio termico, K, uguale a 2000 W/(m2°C);
b) la portata in massa di vapore
dunque per fare la a mi serve il $DeltaT$ del vapore giusto? come faccio? la b non so proprio farla...
Premesso che non sono un esperto, ti dico come lo risolverei io, poi se c'è qualcosa di strano se ne discute, allora secondo me il fluido caldo, che inpartenza si trova sulla curva limite superiore essendo vapore saturo, cede calore cambiando fase quindi la sua temperatura non varia. Utilizzando la classica equazione per gli scambiatori si ha che, supponendo sia adiabatico verso l'eserno, il calore scambiato $Q$ è pari a quello ceduto dal fluido caldo ma anche pari a quello ricevuto dal fluido freddo. la potenza termica ricevuta dall'olio è banalmente
$\dot(Q)_(olio) =\dot(m)_(olio) c_p \Delta T =49.742 \frac(Kj)(s)$
Uguagliando questa al calore ceduto dal fluido caldo si ha
$\dot(Q)_(olio) = \dot(m)_(vap) H_(v) \Rightarrow \dot(m)_(vap) =0.02 \frac(Kg)(s)$
Per quanto riguarda il dimensionamento solitamente si usa
$\dot(Q)=KA\Delta T_(ml)$
Dove però non si può usare in questo caso la variazione media logaritmica della temperatura e quindi (qui è il mio dubbio), al posto di essa metterei $130-\frac(75+20)(2)$, in cui $130 ^°$ è la temperatura costante del vapore saturo che si ricava da tabella in funzione della pressione, da quest'ultima equazione si ricava la superficie di scambio $A$.
Che ne dici ti convince?
$\dot(Q)_(olio) =\dot(m)_(olio) c_p \Delta T =49.742 \frac(Kj)(s)$
Uguagliando questa al calore ceduto dal fluido caldo si ha
$\dot(Q)_(olio) = \dot(m)_(vap) H_(v) \Rightarrow \dot(m)_(vap) =0.02 \frac(Kg)(s)$
Per quanto riguarda il dimensionamento solitamente si usa
$\dot(Q)=KA\Delta T_(ml)$
Dove però non si può usare in questo caso la variazione media logaritmica della temperatura e quindi (qui è il mio dubbio), al posto di essa metterei $130-\frac(75+20)(2)$, in cui $130 ^°$ è la temperatura costante del vapore saturo che si ricava da tabella in funzione della pressione, da quest'ultima equazione si ricava la superficie di scambio $A$.
Che ne dici ti convince?
A livello terorico si mi convince... qualcuno può confermare???
qualcuno mi dice se è esatto??
capisco che è domenica ma devo presentare l'esercizio al profe domani!!!!
per il calcolo dello scambiatore manca qualche dato/assunzione tipo:
- tipologia di scambiatore (equicorrente, controcorrente, flussi incrociati etc.)
- se è ammissibile la condensazione totale del vapore, ed in questo caso la differenza minima di temperatura tra i fluidi ammissibile. Questo dato influenza molto la superficie di scambio.
- tipologia di scambiatore (equicorrente, controcorrente, flussi incrociati etc.)
- se è ammissibile la condensazione totale del vapore, ed in questo caso la differenza minima di temperatura tra i fluidi ammissibile. Questo dato influenza molto la superficie di scambio.
Boh l'esercizio è così come mi è stato dato...
"glc":
Boh l'esercizio è così come mi è stato dato...
allora aggiungiamole noi le ipotesi. Propongo:
1) scambiatore controcorrente
2) differenza di temperatura sul lato di ingresso dell'olio (e di uscita della condensa) pari a 10 °C
3) dispersioni termiche dello scambiatore trascurabili.
Comincia col calcolare la portata d'acqua (banale bilancio energetico, in cui eguagli i salti entalpici dei due fluidi).
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