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
długośćT85 °C50 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 85 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 35 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 85 → 50 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 0,5 kg/s czynnika (etanol, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 90 do 70 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 90 → 70 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT115 °C55 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 710 kW. Gorący płyn stygnie od 115 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 75 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,9, a U = 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 710 kWF = 0,9U = 500 W/(m²·K)Th: 115 → 55 °CTc: 20 → 75 °C
A = m²
4.Średni
długośćT120 °C60 °C95 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 190 kW. Gorący płyn stygnie od 120 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 95 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,8, a U = 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 190 kWF = 0,8U = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 60 °CTc: 25 → 95 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT140 °C95 °C32,38 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 140 do 95 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 95 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT95 °C60 °C58,89 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 95 do 60 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 30 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 60 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 39,15 K
  2. 2. Q̇ = 24,4 kW
  3. 3. A = 42,14 m²
  4. 4. A = 26,64 m²
  5. 5. A = 2,864 m²
  6. 6. A = 4,579 m²

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