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
długośćT150 °C120 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 150 do 120 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 50 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 150 → 120 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT80 °C65 °C25 °C50 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 80 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 50 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 80 → 65 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT120 °C20 °C70 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 120 °C. Woda chłodząca (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 20 do 70 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 120 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 70 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT85 °C60 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 220 kW. Gorący płyn stygnie od 85 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 40 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 220 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 60 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT100 °C65 °C?25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,8 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 100 do 65 °C. Woda (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 25 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 50 mm, a U = 300 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 65 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT165 °C70 °C66,82 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 165 do 70 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 97,48 K
  2. 2. ΔTlm = 30,79 K
  3. 3. A = 3,863 m²
  4. 4. A = 3,965 m²
  5. 5. L = 28,81 m
  6. 6. A = 7,658 m²

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