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 pracy Ćwicz 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

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 170 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 65 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔT_lm.

T_h: 170 → 80 °CT_c: 30 → 65 °C

ΔT_lm = K

2.Łatwy

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 145 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 80 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔT_lm.

T_h: 145 → 80 °CT_c: 30 → 80 °C

ΔT_lm = K

3.Średni

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 310 kW. Gorący płyn stygnie od 150 do 125 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 65 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 310 kWU = 800 W/(m²·K)T_h: 150 → 125 °CT_c: 30 → 65 °C

A = m²

4.Średni

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 450 kW. Gorący płyn stygnie od 170 do 130 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 45 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,8, a U = 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 450 kWF = 0,8U = 200 W/(m²·K)T_h: 170 → 130 °CT_c: 20 → 45 °C

A = m²

5.Trudny

Gorący olej (2 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 150 do 100 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁ_h = 2 kg/sc_p,h = 2,3 kJ/(kg·K)T_h: 150 → 100 °Cṁ_c = 1,5 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)

A = m²

6.Trudny

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·c_p = 0,5 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 160 °C, a zimny 30 °C. Wymiennik ma A = 5 m² i U = 300 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie T_h,out.

C_h = C_c = 0,5 kW/KT_h,in = 160 °CT_c,in = 30 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)

T_h,out = °C

Klucz odpowiedzi

1. ΔT_lm = 74,13 K
2. ΔT_lm = 57,17 K
3. A = 4,31 m²
4. A = 23,97 m²
5. A = 13,3 m²
6. T_h,out = 62,5 °C

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