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
długośćT165 °C100 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 165 do 100 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 40 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 165 → 100 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 2,5 kg/s czynnika (lekki olej, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) jest podgrzewane od 10 do 55 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 10 → 55 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT100 °C65 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 280 kW. Gorący płyn stygnie od 100 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 85 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 280 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 65 °CTc: 10 → 85 °C
A = m²
4.Średni
długośćT140 °C15 °C125 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 140 °C. Woda chłodząca (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 15 do 125 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 2000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 140 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 125 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT175 °C70 °C68,52 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 175 do 70 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 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 = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 70 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT130 °C95 °C37,91 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 130 do 95 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 95 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 92,49 K
  2. 2. Q̇ = 236,3 kW
  3. 3. A = 45,47 m²
  4. 4. A = 4,431 m²
  5. 5. A = 11,86 m²
  6. 6. A = 9,887 m²

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