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
długośćT120 °C75 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 120 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 75 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 120 → 75 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT165 °C135 °C135 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 165 do 135 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 135 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 165 → 135 °CTc: 30 → 135 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT105 °C30 °C80 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 105 °C. Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 30 do 80 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 2500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 105 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 80 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT105 °C45 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 420 kW. Gorący płyn stygnie od 105 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 60 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 420 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 45 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT80 °C60 °C72,85 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 80 do 60 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT140 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 140 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 6 m² i U = 1000 W/(m²·K). Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 20 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 140 °CA = 6 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 47,46 K
  2. 2. ΔTlm = 59,87 K
  3. 3. A = 0,9184 m²
  4. 4. A = 13,62 m²
  5. 5. A = 28,51 m²
  6. 6. Tc,out = 133,2 °C

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