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.

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
długośćT165 °C95 °C110 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 3 m² i współczynnik przenikania ciepła 1000 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 165 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 110 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 3 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 95 °CTc: 25 → 110 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT100 °C75 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 100 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 45 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 100 → 75 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT140 °C85 °C10 °C75 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 280 kW. Gorący płyn stygnie od 140 do 85 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 75 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 280 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 85 °CTc: 10 → 75 °C
A = m²
4.Średni
długośćT120 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 120 °C. Woda chłodząca (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 15 do 40 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 2000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 120 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 40 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT110 °C45 °C38,84 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 110 do 45 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 300 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT115 °C70 °C36,91 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 115 do 70 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °C. Przy U = 1500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 70 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 186,6 kW
  2. 2. ΔTlm = 47,21 K
  3. 3. A = 19,95 m²
  4. 4. A = 2,273 m²
  5. 5. A = 20,92 m²
  6. 6. A = 0,5463 m²

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