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
długośćT170 °C95 °C115 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 1,5 m² i współczynnik przenikania ciepła 1500 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 170 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 115 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 1,5 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 170 → 95 °CTc: 10 → 115 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 3 kg/s czynnika (etanol, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) jest podgrzewane od 35 do 60 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 35 → 60 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT100 °C60 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 420 kW. Gorący płyn stygnie od 100 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 45 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 420 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 100 → 60 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
4.Średni
długośćT105 °C65 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 600 kW. Gorący płyn stygnie od 105 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 90 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,92, a U = 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 600 kWF = 0,92U = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 65 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT135 °C??10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 1,5 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 135 °C, a zimny 10 °C. Wymiennik ma A = 4 m² i U = 200 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 135 °CTc,in = 10 °CA = 4 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Trudny
długośćT175 °C140 °C29,44 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 175 do 140 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 1000 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 140 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 155,1 kW
  2. 2. Q̇ = 183 kW
  3. 3. A = 7,511 m²
  4. 4. A = 42,37 m²
  5. 5. Th,out = 91,52 °C
  6. 6. A = 0,8943 m²

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