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
długośćT170 °C80 °C135 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 170 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 135 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 170 → 80 °CTc: 15 → 135 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 0,3 kg/s czynnika (mieszanina glikolu, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) jest podgrzewane od 35 do 80 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 35 → 80 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT125 °C85 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 440 kW. Gorący płyn stygnie od 125 do 85 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 80 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 440 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 125 → 85 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
4.Średni
długośćT120 °C105 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 510 kW. Gorący płyn stygnie od 120 do 105 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 40 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,88, a U = 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 510 kWF = 0,88U = 1000 W/(m²·K)Th: 120 → 105 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT135 °C85 °C70,02 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 135 do 85 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT120 °C90 °C33,25 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 120 do 90 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 48,46 K
  2. 2. Q̇ = 48,6 kW
  3. 3. A = 5,626 m²
  4. 4. A = 7,027 m²
  5. 5. A = 3,41 m²
  6. 6. A = 0,5723 m²

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