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
długośćT125 °C90 °C115 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 125 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 115 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 125 → 90 °CTc: 30 → 115 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT145 °C100 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 145 do 100 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 110 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 145 → 100 °CTc: 15 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT130 °C90 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 330 kW. Gorący płyn stygnie od 130 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 100 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 330 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 90 °CTc: 25 → 100 °C
A = m²
4.Średni
długośćT155 °C55 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 300 kW. Gorący płyn stygnie od 155 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 45 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,85, a U = 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 300 kWF = 0,85U = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 55 °CTc: 20 → 45 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT80 °C40 °C67,85 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 80 do 40 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 40 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT110 °C40 °C61,87 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 110 do 40 °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 = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 40 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 27,91 K
  2. 2. ΔTlm = 56,35 K
  3. 3. A = 14,58 m²
  4. 4. A = 10,78 m²
  5. 5. A = 63,48 m²
  6. 6. A = 3,414 m²

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