1.Łatwy
We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 115 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 45 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.
Th: 115 → 65 °CTc: 20 → 45 °C
ΔTlm = K
Wymienniki ciepła (LMTD): karta pracy z odpowiedziami
2.Łatwy
Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 10 m² i współczynnik przenikania ciepła 800 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 150 do 125 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 105 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.
A = 10 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 150 → 125 °CTc: 30 → 105 °C
Q̇ = kW
3.Średni
Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 190 kW. Gorący płyn stygnie od 130 do 35 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 50 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,95, a U = 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.
Q̇ = 190 kWF = 0,95U = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 35 °CTc: 10 → 50 °C
A = m²
4.Średni
Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 220 kW. Gorący płyn stygnie od 130 do 105 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 65 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,85, a U = 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.
Q̇ = 220 kWF = 0,85U = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 105 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
5.Trudny
We współprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 160 do 60 °C. Woda (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 25 mm, a U = 300 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.
ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 60 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 130 do 105 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °C. Przy U = 1000 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.
ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 105 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
Klucz odpowiedzi
- 1. ΔTlm = 48,13 K
- 2. Q̇ = 535,3 kW
- 3. A = 4,23 m²
- 4. A = 12,35 m²
- 5. L = 33,86 m
- 6. A = 0,9381 m²
Pełne rozwiązania krok po kroku: ćwicz ten temat na examproblems.com.