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

W wymienniku ciepła 1,2 kg/s czynnika (woda, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 70 do 35 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 70 → 35 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 0,5 kg/s czynnika (mieszanina glikolu, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) jest podgrzewane od 30 do 90 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 30 → 90 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT130 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 130 °C. Woda chłodząca (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 25 do 55 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 3500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 130 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 55 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT125 °C70 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 350 kW. Gorący płyn stygnie od 125 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 65 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,85, a U = 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 350 kWF = 0,85U = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 70 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT100 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 100 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 5 m² i U = 2000 W/(m²·K). Woda chłodząca (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 25 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 100 °CA = 5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT110 °C??30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 1 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 110 °C, a zimny 30 °C. Wymiennik ma A = 3 m² i U = 300 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 30 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 175,6 kW
  2. 2. Q̇ = 108 kW
  3. 3. A = 0,4018 m²
  4. 4. A = 8,957 m²
  5. 5. Tc,out = 66,21 °C
  6. 6. Th,out = 72,11 °C

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