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 1,2 kg/s czynnika (woda, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) jest podgrzewane od 20 do 55 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 20 → 55 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT135 °C105 °C25 °C60 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 135 do 105 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 60 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 135 → 105 °CTc: 25 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT100 °C20 °C85 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 100 °C. Woda chłodząca (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 20 do 85 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 100 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 85 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT170 °C95 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 450 kW. Gorący płyn stygnie od 170 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 70 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 450 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 95 °CTc: 20 → 70 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT100 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 100 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 8 m² i U = 1500 W/(m²·K). Woda chłodząca (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 10 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 100 °CA = 8 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT160 °C130 °C40,1 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 160 do 130 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 130 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 175,6 kW
  2. 2. ΔTlm = 72,72 K
  3. 3. A = 13,99 m²
  4. 4. A = 6,473 m²
  5. 5. Tc,out = 86,72 °C
  6. 6. A = 5,484 m²

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