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
długośćT100 °C40 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 100 do 40 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 30 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 100 → 40 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 3 kg/s czynnika (mieszanina glikolu, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 75 do 60 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 75 → 60 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT130 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 130 °C. Woda chłodząca (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 15 do 30 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 130 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT150 °C100 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 480 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 12 m². Gorący płyn stygnie od 150 do 100 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 65 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 480 kWA = 12 m²Th: 150 → 100 °CTc: 25 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.Trudny
długośćT95 °C??20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 1 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 95 °C, a zimny 20 °C. Wymiennik ma A = 4 m² i U = 500 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 20 °CA = 4 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Trudny
długośćT85 °C55 °C53,01 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 85 do 55 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 47,21 K
  2. 2. Q̇ = 162 kW
  3. 3. A = 1,168 m²
  4. 4. U = 500,7 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 45 °C
  6. 6. A = 8,246 m²

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