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
długośćT150 °C135 °C20 °C110 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 150 do 135 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 110 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 150 → 135 °CTc: 20 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT85 °C45 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 20 m² i współczynnik przenikania ciepła 500 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 85 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 75 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 20 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 85 → 45 °CTc: 30 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT150 °C115 °C25 °C35 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 220 kW. Gorący płyn stygnie od 150 do 115 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 35 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 220 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 115 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
4.Średni
długośćT140 °C30 °C110 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 140 °C. Woda chłodząca (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 30 do 110 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 3500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 140 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 110 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT110 °C50 °C31,51 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 110 do 50 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 300 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 50 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT140 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 140 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 5 m² i U = 2500 W/(m²·K). Woda chłodząca (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 20 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 140 °CA = 5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 63,69 K
  2. 2. Q̇ = 123,3 kW
  3. 3. A = 7,273 m²
  4. 4. A = 1,552 m²
  5. 5. A = 4,271 m²
  6. 6. Tc,out = 95,71 °C

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