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
długośćT80 °C45 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 80 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 35 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 80 → 45 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT100 °C55 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 100 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 65 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 100 → 55 °CTc: 30 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT110 °C70 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 80 kW. Gorący płyn stygnie od 110 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 90 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 80 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 70 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
4.Średni
długośćT160 °C130 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 170 kW. Gorący płyn stygnie od 160 do 130 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 40 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 170 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 130 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT145 °C115 °C?10 °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 145 do 115 °C. Woda (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 32 mm, a U = 150 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: 145 → 115 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT120 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 120 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 5 m² i U = 3000 W/(m²·K). Woda chłodząca (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 20 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 120 °CA = 5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 39,79 K
  2. 2. ΔTlm = 29,72 K
  3. 3. A = 7,324 m²
  4. 4. A = 2,948 m²
  5. 5. L = 34,28 m
  6. 6. Tc,out = 110,9 °C

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