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
długośćT110 °C85 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 110 do 85 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 55 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 110 → 85 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT125 °C65 °C105 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 125 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 105 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 125 → 65 °CTc: 15 → 105 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT140 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 140 °C. Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 20 do 80 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 140 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 80 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT120 °C55 °C25 °C35 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 200 kW. Gorący płyn stygnie od 120 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 35 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 200 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 120 → 55 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT85 °C50 °C72,78 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 85 do 50 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 50 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT95 °C35 °C37,01 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 95 do 35 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 35 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 59,86 K
  2. 2. ΔTlm = 32,74 K
  3. 3. A = 0,9658 m²
  4. 4. A = 8,31 m²
  5. 5. A = 11,15 m²
  6. 6. A = 38,67 m²

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