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
długośćT175 °C85 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 175 do 85 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 45 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 175 → 85 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT180 °C95 °C145 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 5 m² i współczynnik przenikania ciepła 800 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 180 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 145 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 5 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 95 °CTc: 15 → 145 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT160 °C100 °C45 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 60 kW. Gorący płyn stygnie od 160 do 100 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 45 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 60 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 100 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
4.Średni
długośćT105 °C30 °C95 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 105 °C. Woda chłodząca (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 30 do 95 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 105 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 95 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 130 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 6 m² i U = 2000 W/(m²·K). Woda chłodząca (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 20 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 130 °CA = 6 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT145 °C105 °C31 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 145 do 105 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 300 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 105 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 90,53 K
  2. 2. Q̇ = 217,7 kW
  3. 3. A = 1,324 m²
  4. 4. A = 11,23 m²
  5. 5. Tc,out = 103,8 °C
  6. 6. A = 1,552 m²

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