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
długośćT165 °C140 °C25 °C90 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 165 do 140 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 90 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 165 → 140 °CTc: 25 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT145 °C65 °C135 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 145 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 135 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 145 → 65 °CTc: 15 → 135 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT100 °C30 °C90 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 100 °C. Woda chłodząca (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 30 do 90 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 3000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 100 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 90 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT130 °C75 °C30 °C60 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 370 kW. Gorący płyn stygnie od 130 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 60 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 370 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 75 °CTc: 30 → 60 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 130 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 4 m² i U = 2500 W/(m²·K). Woda chłodząca (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 20 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 130 °CA = 4 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT120 °C55 °C44,49 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 120 do 55 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 1000 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 87,41 K
  2. 2. ΔTlm = 24,85 K
  3. 3. A = 4,067 m²
  4. 4. A = 10,32 m²
  5. 5. Tc,out = 96,74 °C
  6. 6. A = 3,886 m²

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