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 °C55 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 85 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 50 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 85 → 55 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT90 °C65 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 90 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 55 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 90 → 65 °CTc: 25 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT140 °C110 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 490 kW. Gorący płyn stygnie od 140 do 110 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 105 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,95, a U = 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 490 kWF = 0,95U = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 110 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
4.Średni
długośćT160 °C65 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 460 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 2,5 m². Gorący płyn stygnie od 160 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 40 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 460 kWA = 2,5 m²Th: 160 → 65 °CTc: 20 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.Trudny
długośćT110 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 110 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 8 m² i U = 2500 W/(m²·K). Woda chłodząca (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 30 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 110 °CA = 8 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT80 °C40 °C30,95 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 80 do 40 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 1500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 40 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 39,79 K
  2. 2. ΔTlm = 29,38 K
  3. 3. A = 18,95 m²
  4. 4. U = 2756 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 102,7 °C
  6. 6. A = 1,868 m²

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