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
długośćT140 °C110 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 140 do 110 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 100 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 140 → 110 °CTc: 20 → 100 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT160 °C70 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 160 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 60 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 160 → 70 °CTc: 10 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT180 °C55 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 290 kW. Gorący płyn stygnie od 180 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 30 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 290 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 180 → 55 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Średni
długośćT145 °C80 °C135 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 210 kW. Gorący płyn stygnie od 145 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 135 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 210 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 145 → 80 °CTc: 15 → 135 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT115 °C40 °C40,12 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 115 do 40 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 40 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT130 °C80 °C?20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 130 do 80 °C. Woda (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 20 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 40 mm, a U = 150 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 80 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 20 °CD = 40 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 61,66 K
  2. 2. ΔTlm = 78,3 K
  3. 3. A = 7,975 m²
  4. 4. A = 14,29 m²
  5. 5. A = 4,33 m²
  6. 6. L = 17,27 m

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