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
długośćT150 °C100 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 3 m² i współczynnik przenikania ciepła 800 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 150 do 100 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 65 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 3 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 150 → 100 °CTc: 25 → 65 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT130 °C100 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 130 do 100 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 65 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 130 → 100 °CTc: 10 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT160 °C130 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 140 kW. Gorący płyn stygnie od 160 do 130 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 25 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 140 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 130 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
4.Średni
długośćT90 °C45 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 440 kW. Gorący płyn stygnie od 90 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 80 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 440 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 90 → 45 °CTc: 30 → 80 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT80 °C50 °C42,38 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 80 do 50 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 30 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT120 °C100 °C33,4 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 120 do 100 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 300 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 100 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 191,7 kW
  2. 2. ΔTlm = 76,82 K
  3. 3. A = 5,548 m²
  4. 4. A = 44,6 m²
  5. 5. A = 4,639 m²
  6. 6. A = 3,363 m²

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