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

W wymienniku ciepła 1 kg/s czynnika (lekki olej, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 120 do 40 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 120 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT170 °C145 °C140 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 170 do 145 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 140 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 170 → 145 °CTc: 25 → 140 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT85 °C70 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 80 kW. Gorący płyn stygnie od 85 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 30 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 80 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 85 → 70 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
4.Średni
długośćT105 °C30 °C80 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 105 °C. Woda chłodząca (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 30 do 80 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 2500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 105 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 80 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT125 °C85 °C36,7 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 125 do 85 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 30 °C. Przy U = 300 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 85 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT95 °C45 °C43,84 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 95 do 45 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 168 kW
  2. 2. ΔTlm = 64,92 K
  3. 3. A = 2,874 m²
  4. 4. A = 3,674 m²
  5. 5. A = 3,981 m²
  6. 6. A = 5,934 m²

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