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
długośćT110 °C55 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 0,5 m² i współczynnik przenikania ciepła 1000 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 110 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 100 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 0,5 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 110 → 55 °CTc: 25 → 100 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT120 °C45 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 5 m² i współczynnik przenikania ciepła 800 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 120 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 80 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 5 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 45 °CTc: 25 → 80 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT155 °C55 °C20 °C45 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 210 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 2,5 m². Gorący płyn stygnie od 155 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 45 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 210 kWA = 2,5 m²Th: 155 → 55 °CTc: 20 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.Średni
długośćT175 °C105 °C120 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 190 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 10 m². Gorący płyn stygnie od 175 do 105 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 120 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 190 kWA = 10 m²Th: 175 → 105 °CTc: 10 → 120 °C
U = W/(m²·K)
5.Trudny
długośćT115 °C40 °C42,43 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 115 do 40 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT140 °C70 °C?15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 140 do 70 °C. Woda (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 15 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 50 mm, a U = 300 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 70 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 9,102 kW
  2. 2. Q̇ = 115,4 kW
  3. 3. U = 1749 W/(m²·K)
  4. 4. U = 259,6 W/(m²·K)
  5. 5. A = 22,98 m²
  6. 6. L = 50,14 m

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