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 °C45 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 85 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 75 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 85 → 45 °CTc: 30 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT95 °C70 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 95 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 65 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 95 → 70 °CTc: 10 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT80 °C50 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 790 kW. Gorący płyn stygnie od 80 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 40 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,9, a U = 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 790 kWF = 0,9U = 300 W/(m²·K)Th: 80 → 50 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
4.Średni
długośćT95 °C75 °C25 °C70 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 220 kW. Gorący płyn stygnie od 95 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 70 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 220 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 95 → 75 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT120 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 120 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 5 m² i U = 3000 W/(m²·K). Woda chłodząca (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 25 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 120 °CA = 5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT180 °C95 °C22,71 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 180 do 95 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 95 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 12,33 K
  2. 2. ΔTlm = 28,24 K
  3. 3. A = 101,4 m²
  4. 4. A = 8,932 m²
  5. 5. Tc,out = 91,28 °C
  6. 6. A = 1,131 m²

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