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
długośćT85 °C50 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 85 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 50 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 85 → 50 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT175 °C45 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 175 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 40 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 175 → 45 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT180 °C130 °C10 °C90 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 180 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 20 m². Gorący płyn stygnie od 180 do 130 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 90 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 180 kWA = 20 m²Th: 180 → 130 °CTc: 10 → 90 °C
U = W/(m²·K)
4.Średni
długośćT95 °C55 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 130 kW. Gorący płyn stygnie od 95 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 40 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 130 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 95 → 55 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT125 °C75 °C38,76 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 125 do 75 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 75 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT155 °C90 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,8 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 155 do 90 °C. Woda (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 20 mm, a U = 500 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 90 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 37,44 K
  2. 2. ΔTlm = 60,22 K
  3. 3. U = 100,2 W/(m²·K)
  4. 4. A = 14,69 m²
  5. 5. A = 1,081 m²
  6. 6. L = 49,02 m

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