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 (etanol, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 80 do 60 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 80 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT95 °C55 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 95 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 75 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 95 → 55 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT165 °C85 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 490 kW. Gorący płyn stygnie od 165 do 85 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 75 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 490 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 85 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
4.Średni
długośćT150 °C95 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 740 kW. Gorący płyn stygnie od 150 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 70 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,9, a U = 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 740 kWF = 0,9U = 800 W/(m²·K)Th: 150 → 95 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT160 °C65 °C93,64 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 160 do 65 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 30 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT145 °C115 °C32,54 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 145 do 115 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 115 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 58,56 kW
  2. 2. ΔTlm = 24,66 K
  3. 3. A = 6,895 m²
  4. 4. A = 13,72 m²
  5. 5. A = 40,7 m²
  6. 6. A = 1,875 m²

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