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
długośćT90 °C65 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 90 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 75 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 90 → 65 °CTc: 30 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT120 °C80 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 120 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 65 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 120 → 80 °CTc: 10 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT130 °C90 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 450 kW. Gorący płyn stygnie od 130 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 45 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 450 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 90 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
4.Średni
długośćT85 °C25 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 730 kW. Gorący płyn stygnie od 85 do 25 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 25 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,8, a U = 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 730 kWF = 0,8U = 200 W/(m²·K)Th: 85 → 25 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT105 °C75 °C32,51 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 105 do 75 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 30 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT120 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 120 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 5 m² i U = 1000 W/(m²·K). Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 30 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 120 °CA = 5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 23,6 K
  2. 2. ΔTlm = 47,68 K
  3. 3. A = 18,19 m²
  4. 4. A = 140,6 m²
  5. 5. A = 2,732 m²
  6. 6. Tc,out = 111,8 °C

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