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
długośćT100 °C65 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 100 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 60 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 100 → 65 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT160 °C105 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 160 do 105 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 100 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 160 → 105 °CTc: 25 → 100 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT105 °C55 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 120 kW. Gorący płyn stygnie od 105 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 20 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 120 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 55 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
4.Średni
długośćT160 °C50 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 410 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 4 m². Gorący płyn stygnie od 160 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 45 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 410 kWA = 4 m²Th: 160 → 50 °CTc: 25 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.Trudny
długośćT155 °C90 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 155 do 90 °C. Woda (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 20 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 40 mm, a U = 150 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 90 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 20 °CD = 40 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT105 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 105 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 2,5 m² i U = 2000 W/(m²·K). Woda chłodząca (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 15 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 105 °CA = 2,5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 42,45 K
  2. 2. ΔTlm = 69,52 K
  3. 3. A = 3,994 m²
  4. 4. U = 2599 W/(m²·K)
  5. 5. L = 16,81 m
  6. 6. Tc,out = 77,79 °C

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