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
długośćT150 °C75 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 150 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 55 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 150 → 75 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT160 °C90 °C130 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 160 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 130 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 160 → 90 °CTc: 10 → 130 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT165 °C30 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 130 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 15 m². Gorący płyn stygnie od 165 do 30 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 25 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 130 kWA = 15 m²Th: 165 → 30 °CTc: 10 → 25 °C
U = W/(m²·K)
4.Średni
długośćT180 °C50 °C115 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 60 kW. Gorący płyn stygnie od 180 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 115 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 60 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 180 → 50 °CTc: 25 → 115 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT115 °C75 °C?10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 115 do 75 °C. Woda (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 40 mm, a U = 300 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 75 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT130 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 130 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 1,5 m² i U = 2500 W/(m²·K). Woda chłodząca (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 15 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 130 °CA = 1,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 73,19 K
  2. 2. ΔTlm = 50,98 K
  3. 3. U = 198,4 W/(m²·K)
  4. 4. A = 1,433 m²
  5. 5. L = 74,06 m
  6. 6. Tc,out = 56,57 °C

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