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
długośćT165 °C60 °C135 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 165 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 135 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 165 → 60 °CTc: 10 → 135 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT120 °C80 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 120 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 40 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 120 → 80 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT135 °C65 °C115 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 490 kW. Gorący płyn stygnie od 135 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 115 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 490 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 135 → 65 °CTc: 25 → 115 °C
A = m²
4.Średni
długośćT130 °C90 °C115 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 110 kW. Gorący płyn stygnie od 130 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 115 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 110 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 90 °CTc: 25 → 115 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT130 °C85 °C21,73 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 130 do 85 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT110 °C70 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 110 do 70 °C. Woda (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 25 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 20 mm, a U = 150 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 70 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 39,15 K
  2. 2. ΔTlm = 63,83 K
  3. 3. A = 33,96 m²
  4. 4. A = 3,226 m²
  5. 5. A = 3,205 m²
  6. 6. L = 231,5 m

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