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
długośćT125 °C80 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 15 m² i współczynnik przenikania ciepła 1500 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 125 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 80 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 15 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 125 → 80 °CTc: 20 → 80 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT180 °C100 °C135 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 180 do 100 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 135 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 180 → 100 °CTc: 10 → 135 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT90 °C55 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 150 kW. Gorący płyn stygnie od 90 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 80 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 150 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 90 → 55 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
4.Średni
długośćT150 °C130 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 330 kW. Gorący płyn stygnie od 150 do 130 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 55 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 330 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 130 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT110 °C60 °C?20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 110 do 60 °C. Woda (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 20 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 50 mm, a U = 500 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT130 °C60 °C42,84 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 130 do 60 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 30 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 1173 kW
  2. 2. ΔTlm = 64,92 K
  3. 3. A = 27,47 m²
  4. 4. A = 11,28 m²
  5. 5. L = 11,23 m
  6. 6. A = 15,02 m²

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