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

W wymienniku ciepła 2,5 kg/s czynnika (mieszanina glikolu, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 85 do 30 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 85 → 30 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT145 °C110 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 1 m² i współczynnik przenikania ciepła 300 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 145 do 110 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 85 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 1 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 110 °CTc: 10 → 85 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT155 °C90 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 460 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 2 m². Gorący płyn stygnie od 155 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 40 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 460 kWA = 2 m²Th: 155 → 90 °CTc: 30 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Średni
długośćT150 °C110 °C110 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 280 kW. Gorący płyn stygnie od 150 do 110 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 110 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 280 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 150 → 110 °CTc: 30 → 110 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT85 °C50 °C32,84 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 85 do 50 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 1500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT90 °C60 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 90 do 60 °C. Woda (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 25 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 32 mm, a U = 500 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 495 kW
  2. 2. Q̇ = 23,49 kW
  3. 3. U = 2721 W/(m²·K)
  4. 4. A = 9,704 m²
  5. 5. A = 1,34 m²
  6. 6. L = 9,821 m

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