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.

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 °C110 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 1 m² i współczynnik przenikania ciepła 300 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 150 do 110 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 65 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 1 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 110 °CTc: 10 → 65 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 1,2 kg/s czynnika (mieszanina glikolu, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 65 do 45 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 65 → 45 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT120 °C10 °C45 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 120 °C. Woda chłodząca (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 10 do 45 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 120 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 45 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT85 °C45 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 160 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 12 m². Gorący płyn stygnie od 85 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 65 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 160 kWA = 12 m²Th: 85 → 45 °CTc: 20 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.Trudny
długośćT170 °C??10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 1 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 170 °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 kW/KTh,in = 170 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Trudny
długośćT85 °C60 °C44,9 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 85 do 60 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 27,69 kW
  2. 2. Q̇ = 86,4 kW
  3. 3. A = 5,336 m²
  4. 4. U = 595 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 55,71 °C
  6. 6. A = 1,838 m²

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