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
długośćT160 °C105 °C140 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 0,5 m² i współczynnik przenikania ciepła 200 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 160 do 105 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 140 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 0,5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 105 °CTc: 30 → 140 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT85 °C65 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 85 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 65 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 85 → 65 °CTc: 30 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT125 °C55 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 260 kW. Gorący płyn stygnie od 125 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 105 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 260 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 125 → 55 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
4.Średni
długośćT135 °C115 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 470 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 3 m². Gorący płyn stygnie od 135 do 115 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 45 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 470 kWA = 3 m²Th: 135 → 115 °CTc: 15 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.Trudny
długośćT110 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 110 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 3 m² i U = 2500 W/(m²·K). Woda chłodząca (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 30 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 110 °CA = 3 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT100 °C60 °C?20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 100 do 60 °C. Woda (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 20 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 50 mm, a U = 300 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 60 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 4,161 kW
  2. 2. ΔTlm = 26,8 K
  3. 3. A = 38,68 m²
  4. 4. U = 1651 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 85,81 °C
  6. 6. L = 64,47 m

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