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
długośćT175 °C50 °C95 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 175 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 95 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 175 → 50 °CTc: 25 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT160 °C140 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 160 do 140 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 45 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 160 → 140 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT90 °C75 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 190 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 5 m². Gorący płyn stygnie od 90 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 45 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 190 kWA = 5 m²Th: 90 → 75 °CTc: 25 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.Średni
długośćT110 °C30 °C90 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 110 °C. Woda chłodząca (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 30 do 90 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 3000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 110 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 90 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT165 °C80 °C71,77 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 165 do 80 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 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 = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 80 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT100 °C??10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 1,5 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 100 °C, a zimny 10 °C. Wymiennik ma A = 4 m² i U = 500 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 10 °CA = 4 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 47,29 K
  2. 2. ΔTlm = 119,9 K
  3. 3. U = 800,7 W/(m²·K)
  4. 4. A = 3,863 m²
  5. 5. A = 8,096 m²
  6. 6. Th,out = 48,57 °C

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