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
długośćT170 °C80 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 170 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 35 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 170 → 80 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT170 °C80 °C95 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 170 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 95 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 170 → 80 °CTc: 15 → 95 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT140 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 140 °C. Woda chłodząca (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 15 do 40 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 140 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 40 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT100 °C80 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 240 kW. Gorący płyn stygnie od 100 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 40 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 240 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 80 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT135 °C??15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 0,5 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 135 °C, a zimny 15 °C. Wymiennik ma A = 2 m² i U = 300 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 135 °CTc,in = 15 °CA = 2 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Trudny
długośćT95 °C65 °C28,97 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 95 do 65 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 95 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 98,97 K
  2. 2. ΔTlm = 69,88 K
  3. 3. A = 0,6218 m²
  4. 4. A = 20,88 m²
  5. 5. Th,out = 69,55 °C
  6. 6. A = 2,564 m²

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