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
długośćT85 °C35 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 85 do 35 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 70 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 85 → 35 °CTc: 15 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT155 °C140 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 155 do 140 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 50 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 155 → 140 °CTc: 15 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT105 °C80 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 540 kW. Gorący płyn stygnie od 105 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 75 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,85, a U = 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 540 kWF = 0,85U = 300 W/(m²·K)Th: 105 → 80 °CTc: 10 → 75 °C
A = m²
4.Średni
długośćT175 °C45 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 460 kW. Gorący płyn stygnie od 175 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 70 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 460 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 175 → 45 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT170 °C120 °C105,4 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 170 do 120 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 30 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 120 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT105 °C80 °C42,51 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 105 do 80 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 300 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 105 → 80 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 17,38 K
  2. 2. ΔTlm = 114,7 K
  3. 3. A = 44,86 m²
  4. 4. A = 49,73 m²
  5. 5. A = 10,28 m²
  6. 6. A = 6,014 m²

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