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 1 kg/s czynnika (woda, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 90 do 65 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 90 → 65 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT130 °C30 °C120 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 130 do 30 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 120 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 130 → 30 °CTc: 15 → 120 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT110 °C65 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 170 kW. Gorący płyn stygnie od 110 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 50 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 170 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 65 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
4.Średni
długośćT130 °C10 °C70 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 130 °C. Woda chłodząca (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 10 do 70 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 130 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 70 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT140 °C95 °C54,76 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 140 do 95 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 30 °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: 140 → 95 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT130 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 130 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 4 m² i U = 1500 W/(m²·K). Woda chłodząca (1,5 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 = 4 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 104,5 kW
  2. 2. ΔTlm = 12,33 K
  3. 3. A = 8,756 m²
  4. 4. A = 14,49 m²
  5. 5. A = 2,079 m²
  6. 6. Tc,out = 83,91 °C

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