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
długośćT140 °C70 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 8 m² i współczynnik przenikania ciepła 500 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 140 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 60 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 8 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 70 °CTc: 10 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT120 °C60 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 8 m² i współczynnik przenikania ciepła 800 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 120 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 25 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 8 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 60 °CTc: 15 → 25 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT90 °C75 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 360 kW. Gorący płyn stygnie od 90 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 65 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,95, a U = 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 360 kWF = 0,95U = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
4.Średni
długośćT80 °C50 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 170 kW. Gorący płyn stygnie od 80 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 30 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 170 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 80 → 50 °CTc: 15 → 30 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT100 °C65 °C50,68 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 100 do 65 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 1000 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT175 °C120 °C44,67 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 175 do 120 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 120 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 278,1 kW
  2. 2. Q̇ = 428,3 kW
  3. 3. A = 9,052 m²
  4. 4. A = 5,053 m²
  5. 5. A = 3,618 m²
  6. 6. A = 6,005 m²

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