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
długośćT165 °C25 °C120 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 165 do 25 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 120 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 165 → 25 °CTc: 10 → 120 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT80 °C50 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 80 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 70 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 80 → 50 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT95 °C80 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 370 kW. Gorący płyn stygnie od 95 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 80 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 370 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 95 → 80 °CTc: 15 → 80 °C
A = m²
4.Średni
długośćT130 °C110 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 310 kW. Gorący płyn stygnie od 130 do 110 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 55 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,85, a U = 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 310 kWF = 0,85U = 200 W/(m²·K)Th: 130 → 110 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT135 °C70 °C?25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 135 do 70 °C. Woda (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 25 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 50 mm, a U = 300 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 70 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT135 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 135 do 60 °C. Woda (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 50 mm, a U = 250 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 60 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 10 °CD = 50 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 27,31 K
  2. 2. ΔTlm = 14,43 K
  3. 3. A = 54,25 m²
  4. 4. A = 23,54 m²
  5. 5. L = 12,6 m
  6. 6. L = 72,06 m

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