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
długośćT170 °C95 °C160 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 170 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 160 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 170 → 95 °CTc: 30 → 160 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT100 °C60 °C10 °C50 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 100 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 50 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 100 → 60 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT110 °C75 °C95 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 60 kW. Gorący płyn stygnie od 110 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 95 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,85, a U = 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 60 kWF = 0,85U = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 75 °CTc: 30 → 95 °C
A = m²
4.Średni
długośćT130 °C80 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 100 kW. Gorący płyn stygnie od 130 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 45 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 100 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 80 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT165 °C135 °C91,03 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 165 do 135 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 135 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT170 °C100 °C82,78 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 170 do 100 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 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 = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 100 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 29,38 K
  2. 2. ΔTlm = 36,41 K
  3. 3. A = 8,617 m²
  4. 4. A = 1,294 m²
  5. 5. A = 7,599 m²
  6. 6. A = 3,729 m²

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