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 °C120 °C125 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 0,5 m² i współczynnik przenikania ciepła 1500 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 170 do 120 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 125 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 0,5 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 170 → 120 °CTc: 30 → 125 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT145 °C55 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 145 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 80 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 145 → 55 °CTc: 30 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT130 °C65 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 110 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 12 m². Gorący płyn stygnie od 130 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 80 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 110 kWA = 12 m²Th: 130 → 65 °CTc: 20 → 80 °C
U = W/(m²·K)
4.Średni
długośćT105 °C70 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 310 kW. Gorący płyn stygnie od 105 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 50 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 310 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 70 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT140 °C??20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 0,5 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 140 °C, a zimny 20 °C. Wymiennik ma A = 1,5 m² i U = 200 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 20 °CA = 1,5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Trudny
długośćT95 °C40 °C22,57 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 95 do 40 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 48,69 kW
  2. 2. ΔTlm = 41,86 K
  3. 3. U = 193,2 W/(m²·K)
  4. 4. A = 7,45 m²
  5. 5. Th,out = 95 °C
  6. 6. A = 2,837 m²

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