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
długośćT110 °C90 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 110 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 55 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 110 → 90 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT155 °C45 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 155 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 80 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 155 → 45 °CTc: 25 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT175 °C40 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 420 kW. Gorący płyn stygnie od 175 do 40 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 90 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 420 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 40 °CTc: 15 → 90 °C
A = m²
4.Średni
długośćT105 °C50 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 20 kW. Gorący płyn stygnie od 105 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 65 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 20 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 105 → 50 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT130 °C95 °C?10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 130 do 95 °C. Woda (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 40 mm, a U = 400 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 95 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT115 °C65 °C31,88 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 115 do 65 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 1500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 54,43 K
  2. 2. ΔTlm = 41,61 K
  3. 3. A = 8,566 m²
  4. 4. A = 0,8664 m²
  5. 5. L = 10,23 m
  6. 6. A = 0,6502 m²

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