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
długośćT160 °C80 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 160 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 45 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 160 → 80 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT140 °C60 °C?30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 140 do 60 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa on 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), która wpływa z temperaturą 30 °C. Do otoczenia nie jest tracone żadne ciepło. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 60 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
3.Średni
długośćT110 °C95 °C15 °C80 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 260 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 4 m². Gorący płyn stygnie od 110 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 80 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 260 kWA = 4 m²Th: 110 → 95 °CTc: 15 → 80 °C
U = W/(m²·K)
4.Średni
długośćT125 °C40 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 500 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 15 m². Gorący płyn stygnie od 125 do 40 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 65 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 500 kWA = 15 m²Th: 125 → 40 °CTc: 15 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.Trudny
długośćT110 °C40 °C28,96 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 110 do 40 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 1500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 40 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT170 °C??30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 0,5 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 170 °C, a zimny 30 °C. Wymiennik ma A = 2 m² i U = 800 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 170 °CTc,in = 30 °CA = 2 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 74,08 K
  2. 2. Tc,out = 53,92 °C
  3. 3. U = 1500 W/(m²·K)
  4. 4. U = 833,8 W/(m²·K)
  5. 5. A = 1,224 m²
  6. 6. Th,out = 63,33 °C

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