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.

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 °C85 °C?25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 130 do 85 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa on 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), która wpływa z temperaturą 25 °C. Do otoczenia nie jest tracone żadne ciepło. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
2.Łatwy
długośćT165 °C75 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 165 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 25 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 165 → 75 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT130 °C20 °C85 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 130 °C. Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 20 do 85 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 3000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 130 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 85 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT85 °C55 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 500 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 12 m². Gorący płyn stygnie od 85 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 50 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 500 kWA = 12 m²Th: 85 → 55 °CTc: 30 → 50 °C
U = W/(m²·K)
5.Trudny
długośćT130 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 130 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 3 m² i U = 1500 W/(m²·K). Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 10 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 130 °CA = 3 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT130 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 130 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 1,5 m² i U = 2500 W/(m²·K). Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 10 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 130 °CA = 1,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Tc,out = 55,14 °C
  2. 2. ΔTlm = 97,75 K
  3. 3. A = 0,6227 m²
  4. 4. U = 1998 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 116,1 °C
  6. 6. Tc,out = 110 °C

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