Wymienniki ciepła (LMTD): karta pracy z odpowiedziami

Darmowa karta pracy do druku – Wymienniki ciepła (LMTD): 6 zadań od łatwych do poziomu egzaminu, z kluczem odpowiedzi. Wydrukuj ją lub zapisz jako PDF.

Nowa karta pracyĆwicz online z podpowiedziami

Dla nauczycieli: można bezpłatnie drukować, kopiować i używać na zajęciach. Każdy nowy arkusz ma nowe wartości i własny klucz odpowiedzi. Będziemy wdzięczni za link do ExamProblems na stronie kursu.

Imię: ____________________   Data: ____________

1.Łatwy
długośćT90 °C35 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 90 do 35 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 30 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 90 → 35 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT90 °C75 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 2,5 m² i współczynnik przenikania ciepła 200 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 90 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 75 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 2,5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 25 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT130 °C95 °C120 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 300 kW. Gorący płyn stygnie od 130 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 120 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 300 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 20 → 120 °C
A = m²
4.Średni
długośćT125 °C60 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 180 kW. Gorący płyn stygnie od 125 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 40 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 180 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 60 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT110 °C??10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 1,5 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 110 °C, a zimny 10 °C. Wymiennik ma A = 5 m² i U = 500 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Trudny
długośćT125 °C40 °C103,5 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 125 do 40 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °C. Przy U = 300 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 40 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 24,63 K
  2. 2. Q̇ = 14,54 kW
  3. 3. A = 11,62 m²
  4. 4. A = 4,674 m²
  5. 5. Th,out = 47,5 °C
  6. 6. A = 25,56 m²

Pełne rozwiązania krok po kroku: ćwicz ten temat na examproblems.com.