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
długośćT145 °C110 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 145 do 110 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 75 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 145 → 110 °CTc: 30 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT155 °C85 °C120 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 155 do 85 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 120 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 155 → 85 °CTc: 25 → 120 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT145 °C85 °C95 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 650 kW. Gorący płyn stygnie od 145 do 85 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 95 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,88, a U = 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 650 kWF = 0,88U = 500 W/(m²·K)Th: 145 → 85 °CTc: 30 → 95 °C
A = m²
4.Średni
długośćT105 °C85 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 420 kW. Gorący płyn stygnie od 105 do 85 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 25 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 420 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 105 → 85 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT105 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 105 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 3 m² i U = 2500 W/(m²·K). Woda chłodząca (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 15 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 105 °CA = 3 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT160 °C120 °C13,67 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 160 do 120 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °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: 160 → 120 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 74,89 K
  2. 2. ΔTlm = 46,38 K
  3. 3. A = 28,16 m²
  4. 4. A = 27,57 m²
  5. 5. Tc,out = 90,04 °C
  6. 6. A = 1,807 m²

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