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
długośćT85 °C60 °C15 °C55 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 85 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 55 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 85 → 60 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT125 °C100 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 125 do 100 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 45 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 125 → 100 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT165 °C95 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 440 kW. Gorący płyn stygnie od 165 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 75 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 440 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 95 °CTc: 25 → 75 °C
A = m²
4.Średni
długośćT100 °C40 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 60 kW. Gorący płyn stygnie od 100 do 40 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 60 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,92, a U = 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 60 kWF = 0,92U = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 40 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 110 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 1,5 m² i U = 3000 W/(m²·K). Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 25 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 110 °CA = 1,5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT105 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 105 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 2 m² i U = 3000 W/(m²·K). Woda chłodząca (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 20 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 105 °CA = 2 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 24,63 K
  2. 2. ΔTlm = 79,35 K
  3. 3. A = 5,529 m²
  4. 4. A = 2,043 m²
  5. 5. Tc,out = 100,1 °C
  6. 6. Tc,out = 63,53 °C

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