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 °C145 °C120 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 170 do 145 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 120 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 170 → 145 °CTc: 15 → 120 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT110 °C65 °C15 °C50 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 110 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 50 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 110 → 65 °CTc: 15 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT80 °C60 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 400 kW. Gorący płyn stygnie od 80 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 70 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 400 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 80 → 60 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
4.Średni
długośćT140 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 140 °C. Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 15 do 30 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 2500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 140 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 30 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT80 °C50 °C26,51 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 80 do 50 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT130 °C105 °C29,97 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 130 do 105 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 105 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 83,72 K
  2. 2. ΔTlm = 43,34 K
  3. 3. A = 21,97 m²
  4. 4. A = 0,1069 m²
  5. 5. A = 2,787 m²
  6. 6. A = 6,771 m²

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