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
długośćT120 °C85 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 120 do 85 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 105 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 120 → 85 °CTc: 25 → 105 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT120 °C45 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 120 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 85 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 120 → 45 °CTc: 15 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT100 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 100 °C. Woda chłodząca (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 20 do 65 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 2500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 100 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 65 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT150 °C90 °C25 °C80 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 90 kW. Gorący płyn stygnie od 150 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 80 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 90 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 150 → 90 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT90 °C60 °C?25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 90 do 60 °C. Woda (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 25 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 20 mm, a U = 300 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT140 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 140 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 2,5 m² i U = 2500 W/(m²·K). Woda chłodząca (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 25 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 140 °CA = 2,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 32,46 K
  2. 2. ΔTlm = 32,44 K
  3. 3. A = 5,529 m²
  4. 4. A = 1,318 m²
  5. 5. L = 23,32 m
  6. 6. Tc,out = 70,14 °C

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