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
długośćT125 °C80 °C115 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 125 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 115 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 125 → 80 °CTc: 15 → 115 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 0,3 kg/s czynnika (mieszanina glikolu, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 60 do 25 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 60 → 25 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT150 °C90 °C125 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 160 kW. Gorący płyn stygnie od 150 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 125 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,88, a U = 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 160 kWF = 0,88U = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 90 °CTc: 25 → 125 °C
A = m²
4.Średni
długośćT95 °C65 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 390 kW. Gorący płyn stygnie od 95 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 70 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 390 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 95 → 65 °CTc: 15 → 70 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT125 °C65 °C41,96 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 125 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 = 500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 130 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 6 m² i U = 3000 W/(m²·K). Woda chłodząca (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 20 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 130 °CA = 6 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 29,38 K
  2. 2. Q̇ = 37,8 kW
  3. 3. A = 14,48 m²
  4. 4. A = 10,81 m²
  5. 5. A = 2,698 m²
  6. 6. Tc,out = 103,8 °C

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