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
długośćT80 °C50 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 80 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 30 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 80 → 50 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT170 °C105 °C115 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 170 do 105 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 115 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 170 → 105 °CTc: 20 → 115 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT130 °C45 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 160 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 2,5 m². Gorący płyn stygnie od 130 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 40 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 160 kWA = 2,5 m²Th: 130 → 45 °CTc: 30 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Średni
długośćT110 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 110 °C. Woda chłodząca (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 20 do 65 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 2000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 110 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 65 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT130 °C85 °C25,07 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 130 do 85 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT80 °C50 °C40,07 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,1 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 25 °C. Przy U = 300 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 38,18 K
  2. 2. ΔTlm = 68,92 K
  3. 3. U = 1529 W/(m²·K)
  4. 4. A = 1,449 m²
  5. 5. A = 5,301 m²
  6. 6. A = 9,88 m²

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