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
długośćT100 °C80 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 100 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 65 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 100 → 80 °CTc: 15 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT105 °C90 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 20 m² i współczynnik przenikania ciepła 300 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 105 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 60 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 20 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 105 → 90 °CTc: 25 → 60 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT110 °C15 °C95 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 110 °C. Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 15 do 95 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 110 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 95 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT140 °C95 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 370 kW. Gorący płyn stygnie od 140 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 40 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 370 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 140 → 95 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT105 °C??15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 1 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 105 °C, a zimny 15 °C. Wymiennik ma A = 5 m² i U = 500 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Trudny
długośćT125 °C90 °C40,93 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 125 do 90 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 300 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 90 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 48,46 K
  2. 2. Q̇ = 326,3 kW
  3. 3. A = 2,572 m²
  4. 4. A = 4,441 m²
  5. 5. Th,out = 40,71 °C
  6. 6. A = 7,594 m²

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