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 °C65 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 80 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 40 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 80 → 65 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT135 °C110 °C125 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 3 m² i współczynnik przenikania ciepła 300 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 135 do 110 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 125 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 3 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 110 °CTc: 25 → 125 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT175 °C110 °C140 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 200 kW. Gorący płyn stygnie od 175 do 110 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 140 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 200 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 175 → 110 °CTc: 15 → 140 °C
A = m²
4.Średni
długośćT100 °C55 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 400 kW. Gorący płyn stygnie od 100 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 45 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 400 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 55 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT125 °C90 °C53,52 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 125 do 90 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT85 °C60 °C39,9 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 85 do 60 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °C. Przy U = 300 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 41,86 K
  2. 2. Q̇ = 31,54 kW
  3. 3. A = 6,657 m²
  4. 4. A = 12,97 m²
  5. 5. A = 4,397 m²
  6. 6. A = 4,385 m²

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