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
długośćT115 °C95 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 115 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 100 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 115 → 95 °CTc: 30 → 100 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 2 kg/s czynnika (mieszanina glikolu, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 120 do 75 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 120 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT80 °C55 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 170 kW. Gorący płyn stygnie od 80 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 35 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 170 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 80 → 55 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
4.Średni
długośćT115 °C40 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 130 kW. Gorący płyn stygnie od 115 do 40 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 35 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 130 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 115 → 40 °CTc: 10 → 35 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT120 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 120 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 2 m² i U = 2000 W/(m²·K). Woda chłodząca (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 10 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 120 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT100 °C50 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 100 do 50 °C. Woda (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 25 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 32 mm, a U = 200 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 34,1 K
  2. 2. Q̇ = 324 kW
  3. 3. A = 21,36 m²
  4. 4. A = 3,188 m²
  5. 5. Tc,out = 40,04 °C
  6. 6. L = 67,39 m

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