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
długośćT125 °C100 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 125 do 100 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 55 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 125 → 100 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT140 °C80 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 1,5 m² i współczynnik przenikania ciepła 500 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 140 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 50 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 1,5 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 80 °CTc: 10 → 50 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT175 °C70 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 90 kW. Gorący płyn stygnie od 175 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 55 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 90 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 175 → 70 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
4.Średni
długośćT140 °C10 °C70 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 140 °C. Woda chłodząca (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 10 do 70 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 2500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 140 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 70 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT140 °C60 °C34,67 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 140 do 60 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 1500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT110 °C50 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,8 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 110 do 50 °C. Woda (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 15 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 32 mm, a U = 400 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 50 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 77,26 K
  2. 2. Q̇ = 59,69 kW
  3. 3. A = 3,141 m²
  4. 4. A = 3,105 m²
  5. 5. A = 0,909 m²
  6. 6. L = 76,36 m

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