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
długośćT165 °C150 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 165 do 150 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 45 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 165 → 150 °CTc: 10 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT120 °C75 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 120 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 90 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 120 → 75 °CTc: 25 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT140 °C80 °C20 °C45 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 90 kW. Gorący płyn stygnie od 140 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 45 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 90 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 140 → 80 °CTc: 20 → 45 °C
A = m²
4.Średni
długośćT145 °C125 °C120 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 340 kW. Gorący płyn stygnie od 145 do 125 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 120 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,9, a U = 500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 340 kWF = 0,9U = 500 W/(m²·K)Th: 145 → 125 °CTc: 25 → 120 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT145 °C40 °C37,58 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 145 do 40 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 1500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 40 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT180 °C55 °C103,7 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 180 do 55 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 129,7 K
  2. 2. ΔTlm = 39,15 K
  3. 3. A = 1,631 m²
  4. 4. A = 13,97 m²
  5. 5. A = 2,827 m²
  6. 6. A = 19,82 m²

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