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
długośćT135 °C75 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 135 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 25 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 135 → 75 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT145 °C120 °C30 °C80 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 145 do 120 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 80 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 145 → 120 °CTc: 30 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT175 °C50 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 340 kW. Gorący płyn stygnie od 175 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 45 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 340 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 175 → 50 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
4.Średni
długośćT100 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 100 °C. Woda chłodząca (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 25 do 55 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 3000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 100 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 55 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT110 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 110 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 3 m² i U = 3000 W/(m²·K). Woda chłodząca (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 10 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 110 °CA = 3 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT110 °C60 °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 60 °C. Woda (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 25 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 25 mm, a U = 400 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 → 60 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 85,54 K
  2. 2. ΔTlm = 71,02 K
  3. 3. A = 14,84 m²
  4. 4. A = 1,068 m²
  5. 5. Tc,out = 98,39 °C
  6. 6. L = 140,1 m

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