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
długośćT105 °C60 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 105 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 40 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 105 → 60 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT175 °C155 °C125 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 175 do 155 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 125 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 175 → 155 °CTc: 10 → 125 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT100 °C15 °C90 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 100 °C. Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 15 do 90 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 100 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 90 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT170 °C95 °C155 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 500 kW. Gorący płyn stygnie od 170 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 155 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 500 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 95 °CTc: 15 → 155 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT100 °C??20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 1,5 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 100 °C, a zimny 20 °C. Wymiennik ma A = 6 m² i U = 300 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Trudny
długośćT160 °C115 °C?10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 160 do 115 °C. Woda (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 50 mm, a U = 400 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 115 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 10 °CD = 50 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 48,46 K
  2. 2. ΔTlm = 89,23 K
  3. 3. A = 4,473 m²
  4. 4. A = 25,75 m²
  5. 5. Th,out = 56,36 °C
  6. 6. L = 23,08 m

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