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
długośćT150 °C135 °C130 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 150 do 135 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 130 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 150 → 135 °CTc: 20 → 130 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT130 °C45 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 130 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 90 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 130 → 45 °CTc: 25 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT80 °C35 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 210 kW. Gorący płyn stygnie od 80 do 35 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 40 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,92, a U = 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 210 kWF = 0,92U = 300 W/(m²·K)Th: 80 → 35 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
4.Średni
długośćT80 °C60 °C10 °C50 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 430 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 4 m². Gorący płyn stygnie od 80 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 50 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 430 kWA = 4 m²Th: 80 → 60 °CTc: 10 → 50 °C
U = W/(m²·K)
5.Trudny
długośćT90 °C50 °C?10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 90 do 50 °C. Woda (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 25 mm, a U = 400 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT120 °C??25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 3 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 120 °C, a zimny 25 °C. Wymiennik ma A = 6 m² i U = 800 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 25 °CA = 6 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 54,31 K
  2. 2. ΔTlm = 28,85 K
  3. 3. A = 23,84 m²
  4. 4. U = 3486 W/(m²·K)
  5. 5. L = 9,606 m
  6. 6. Th,out = 61,54 °C

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