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
długośćT165 °C150 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 165 do 150 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 55 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 165 → 150 °CTc: 10 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 0,8 kg/s czynnika (mieszanina glikolu, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 75 do 25 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 0,8 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 75 → 25 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT160 °C70 °C120 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 780 kW. Gorący płyn stygnie od 160 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 120 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,9, a U = 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 780 kWF = 0,9U = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 70 °CTc: 15 → 120 °C
A = m²
4.Średni
długośćT130 °C115 °C20 °C75 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 230 kW. Gorący płyn stygnie od 130 do 115 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 75 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 230 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 115 °CTc: 20 → 75 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT90 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 90 do 60 °C. Woda (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 32 mm, a U = 250 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT105 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 105 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 5 m² i U = 1000 W/(m²·K). Woda chłodząca (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 30 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 105 °CA = 5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 124,4 K
  2. 2. Q̇ = 144 kW
  3. 3. A = 18,4 m²
  4. 4. A = 11,08 m²
  5. 5. L = 31,11 m
  6. 6. Tc,out = 63,76 °C

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