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
długośćT170 °C55 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 170 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 40 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 170 → 55 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT140 °C65 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 10 m² i współczynnik przenikania ciepła 500 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 140 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 35 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 10 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 65 °CTc: 20 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT120 °C60 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 50 kW. Gorący płyn stygnie od 120 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 40 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 50 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 60 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
4.Średni
długośćT150 °C90 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 110 kW. Gorący płyn stygnie od 150 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 35 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,9, a U = 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 110 kWF = 0,9U = 500 W/(m²·K)Th: 150 → 90 °CTc: 10 → 35 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT100 °C65 °C82,8 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 100 do 65 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 65 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT105 °C??20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 1,5 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 105 °C, a zimny 20 °C. Wymiennik ma A = 5 m² i U = 500 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 68,2 K
  2. 2. Q̇ = 354,1 kW
  3. 3. A = 4,904 m²
  4. 4. A = 2,535 m²
  5. 5. A = 5,676 m²
  6. 6. Th,out = 51,88 °C

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