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

W wymienniku ciepła 0,3 kg/s czynnika (mieszanina glikolu, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) jest podgrzewane od 25 do 75 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 25 → 75 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT180 °C105 °C30 °C70 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 180 do 105 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 70 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 180 → 105 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT155 °C95 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 430 kW. Gorący płyn stygnie od 155 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 90 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 430 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 155 → 95 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
4.Średni
długośćT170 °C150 °C145 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 430 kW. Gorący płyn stygnie od 170 do 150 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 145 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 430 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 150 °CTc: 30 → 145 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT110 °C80 °C?10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 110 do 80 °C. Woda (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 20 mm, a U = 500 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 80 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT180 °C115 °C37,96 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 180 do 115 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 115 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 54 kW
  2. 2. ΔTlm = 79,02 K
  3. 3. A = 7,967 m²
  4. 4. A = 8,875 m²
  5. 5. L = 14,66 m
  6. 6. A = 3,562 m²

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