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.

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
długośćT115 °C65 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 10 m² i współczynnik przenikania ciepła 1500 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 115 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 55 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 10 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 65 °CTc: 20 → 55 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT135 °C100 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 135 do 100 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 60 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 135 → 100 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT85 °C65 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 280 kW. Gorący płyn stygnie od 85 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 70 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 280 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 20 → 70 °C
A = m²
4.Średni
długośćT100 °C85 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 450 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 10 m². Gorący płyn stygnie od 100 do 85 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 65 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 450 kWA = 10 m²Th: 100 → 85 °CTc: 20 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.Trudny
długośćT110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 110 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 2,5 m² i U = 1500 W/(m²·K). Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 25 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 110 °CA = 2,5 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT120 °C??15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 2 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 120 °C, a zimny 15 °C. Wymiennik ma A = 5 m² i U = 800 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 782,1 kW
  2. 2. ΔTlm = 79,9 K
  3. 3. A = 34,18 m²
  4. 4. U = 1040 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 95,87 °C
  6. 6. Th,out = 50 °C

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