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 3 kg/s czynnika (lekki olej, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 80 do 60 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 80 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT175 °C30 °C130 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 175 do 30 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 130 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 175 → 30 °CTc: 10 → 130 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT110 °C75 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 400 kW. Gorący płyn stygnie od 110 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 70 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,9, a U = 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 400 kWF = 0,9U = 200 W/(m²·K)Th: 110 → 75 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
4.Średni
długośćT95 °C60 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 360 kW. Gorący płyn stygnie od 95 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 30 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 360 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 95 → 60 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT145 °C125 °C40,07 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 145 do 125 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 125 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT90 °C65 °C37,56 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 90 do 65 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 1000 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 126 kW
  2. 2. ΔTlm = 30,83 K
  3. 3. A = 49,59 m²
  4. 4. A = 4,887 m²
  5. 5. A = 1,23 m²
  6. 6. A = 1,714 m²

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