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 °C60 °C95 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 1 m² i współczynnik przenikania ciepła 800 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 150 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 95 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 1 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 150 → 60 °CTc: 10 → 95 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT150 °C85 °C140 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 150 do 85 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 140 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 150 → 85 °CTc: 10 → 140 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT100 °C40 °C25 °C35 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 440 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 12 m². Gorący płyn stygnie od 100 do 40 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 35 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 440 kWA = 12 m²Th: 100 → 40 °CTc: 25 → 35 °C
U = W/(m²·K)
4.Średni
długośćT85 °C70 °C20 °C60 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 100 kW. Gorący płyn stygnie od 85 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 60 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 100 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 85 → 70 °CTc: 20 → 60 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT150 °C45 °C111,7 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 150 do 45 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °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: 150 → 45 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT130 °C90 °C27,97 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 130 do 90 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 90 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 41,97 kW
  2. 2. ΔTlm = 32,26 K
  3. 3. U = 1419 W/(m²·K)
  4. 4. A = 11,34 m²
  5. 5. A = 16,07 m²
  6. 6. A = 1,176 m²

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