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

W wymienniku ciepła 1 kg/s czynnika (lekki olej, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) jest podgrzewane od 35 do 70 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 35 → 70 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT155 °C75 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 155 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 40 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 155 → 75 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT125 °C55 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 350 kW. Gorący płyn stygnie od 125 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 55 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,92, a U = 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 350 kWF = 0,92U = 300 W/(m²·K)Th: 125 → 55 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
4.Średni
długośćT175 °C90 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 330 kW. Gorący płyn stygnie od 175 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 55 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 330 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 175 → 90 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT120 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 120 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 3 m² i U = 2000 W/(m²·K). Woda chłodząca (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 10 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 120 °CA = 3 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT135 °C95 °C110,4 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 135 do 95 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 30 °C. Przy U = 1500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 95 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 73,5 kW
  2. 2. ΔTlm = 78,04 K
  3. 3. A = 26,86 m²
  4. 4. A = 4,765 m²
  5. 5. Tc,out = 51,83 °C
  6. 6. A = 2,693 m²

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