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
długośćT130 °C80 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 130 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 25 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 130 → 80 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT110 °C60 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 110 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 40 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 110 → 60 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT120 °C30 °C110 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 120 °C. Woda chłodząca (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 30 do 110 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 3000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 120 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 110 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT90 °C50 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 20 kW. Gorący płyn stygnie od 90 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 60 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 20 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 90 → 50 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT100 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 100 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 2 m² i U = 1000 W/(m²·K). Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 15 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 100 °CA = 2 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT135 °C70 °C?20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 135 do 70 °C. Woda (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 20 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 25 mm, a U = 250 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 70 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 86,32 K
  2. 2. ΔTlm = 56,58 K
  3. 3. A = 9,184 m²
  4. 4. A = 2,055 m²
  5. 5. Tc,out = 67,35 °C
  6. 6. L = 21,03 m

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