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 °C60 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 80 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 25 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 80 → 60 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT80 °C65 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 80 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 70 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 80 → 65 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT135 °C80 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 480 kW. Gorący płyn stygnie od 135 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 70 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,88, a U = 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 480 kWF = 0,88U = 800 W/(m²·K)Th: 135 → 80 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
4.Średni
długośćT170 °C120 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 540 kW. Gorący płyn stygnie od 170 do 120 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 90 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,8, a U = 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 540 kWF = 0,8U = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 120 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT105 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 105 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 5 m² i U = 1500 W/(m²·K). Woda chłodząca (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 30 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 105 °CA = 5 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT160 °C??25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 2 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 160 °C, a zimny 25 °C. Wymiennik ma A = 3 m² i U = 800 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 160 °CTc,in = 25 °CA = 3 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 52,46 K
  2. 2. ΔTlm = 19,96 K
  3. 3. A = 11,93 m²
  4. 4. A = 9,667 m²
  5. 5. Tc,out = 92,53 °C
  6. 6. Th,out = 86,36 °C

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