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
długośćT90 °C40 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 20 m² i współczynnik przenikania ciepła 800 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 90 do 40 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 65 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 20 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 90 → 40 °CTc: 25 → 65 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT155 °C55 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 155 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 50 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 155 → 55 °CTc: 30 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT105 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 105 °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 2500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 105 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 40 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT100 °C10 °C35 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 100 °C. Woda chłodząca (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 10 do 35 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 100 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 35 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT110 °C70 °C?10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 110 do 70 °C. Woda (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 50 mm, a U = 400 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 70 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 50 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT135 °C??15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 3 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 135 °C, a zimny 15 °C. Wymiennik ma A = 5 m² i U = 300 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 135 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 313,2 kW
  2. 2. ΔTlm = 55,75 K
  3. 3. A = 2,176 m²
  4. 4. A = 2,721 m²
  5. 5. L = 19,24 m
  6. 6. Th,out = 95 °C

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