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 0,8 kg/s czynnika (mieszanina glikolu, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) jest podgrzewane od 25 do 85 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 0,8 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 25 → 85 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT100 °C65 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 6 m² i współczynnik przenikania ciepła 500 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 100 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 75 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 6 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 100 → 65 °CTc: 25 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT85 °C70 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 350 kW. Gorący płyn stygnie od 85 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 40 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 350 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 70 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
4.Średni
długośćT145 °C45 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 740 kW. Gorący płyn stygnie od 145 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 45 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,88, a U = 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 740 kWF = 0,88U = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 45 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT140 °C110 °C69,52 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 140 do 110 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 110 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT100 °C65 °C?15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 100 do 65 °C. Woda (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 15 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 20 mm, a U = 400 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 172,8 kW
  2. 2. Q̇ = 95,74 kW
  3. 3. A = 4,682 m²
  4. 4. A = 45,27 m²
  5. 5. A = 0,8642 m²
  6. 6. L = 25,33 m

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