Wymienniki ciepła (LMTD): karta pracy z odpowiedziami

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 130 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 100 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔT_lm.

W wymienniku ciepła 1,5 kg/s czynnika (etanol, c_p = 2,44 kJ/(kg·K)) jest podgrzewane od 20 do 80 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 410 kW. Gorący płyn stygnie od 125 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 100 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,9, a U = 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 130 °C. Woda chłodząca (5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 30 do 70 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 2000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Gorący olej (1,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 115 do 80 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 1000 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

We współprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,3 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 125 do 75 °C. Woda (1 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 25 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 50 mm, a U = 400 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.