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
długośćT150 °C120 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 150 do 120 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 85 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 150 → 120 °CTc: 15 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 0,3 kg/s czynnika (woda, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 100 do 35 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 100 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT105 °C85 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 460 kW. Gorący płyn stygnie od 105 do 85 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 80 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 460 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 105 → 85 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
4.Średni
długośćT90 °C70 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 250 kW. Gorący płyn stygnie od 90 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 45 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 250 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 90 → 70 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT125 °C90 °C?15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 125 do 90 °C. Woda (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 15 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 32 mm, a U = 200 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 90 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT120 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 120 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 2 m² i U = 3000 W/(m²·K). Woda chłodząca (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 10 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 120 °CA = 2 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 83,41 K
  2. 2. Q̇ = 81,51 kW
  3. 3. A = 20,36 m²
  4. 4. A = 7,465 m²
  5. 5. L = 17 m
  6. 6. Tc,out = 66,33 °C

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