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 0,3 kg/s czynnika (lekki olej, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 90 do 50 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 90 → 50 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT165 °C95 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 8 m² i współczynnik przenikania ciepła 300 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 165 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 65 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 8 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 165 → 95 °CTc: 30 → 65 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT115 °C30 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 470 kW. Gorący płyn stygnie od 115 do 30 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 35 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 470 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 30 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
4.Średni
długośćT165 °C65 °C150 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 310 kW. Gorący płyn stygnie od 165 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 150 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 310 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 65 °CTc: 30 → 150 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT155 °C100 °C62,89 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 155 do 100 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 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 = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 100 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT110 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 110 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 8 m² i U = 1000 W/(m²·K). Woda chłodząca (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 30 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 110 °CA = 8 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 25,2 kW
  2. 2. Q̇ = 195 kW
  3. 3. A = 60,52 m²
  4. 4. A = 16,42 m²
  5. 5. A = 8,535 m²
  6. 6. Tc,out = 87,67 °C

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