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 pracy Ćwicz 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

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 100 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 70 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔT_lm.

T_h: 100 → 75 °CT_c: 25 → 70 °C

ΔT_lm = K

2.Łatwy

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 160 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 40 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔT_lm.

T_h: 160 → 75 °CT_c: 30 → 40 °C

ΔT_lm = K

3.Średni

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 140 °C. Woda chłodząca (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 25 do 115 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 3500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

T_s = 140 °Cṁ = 1,5 kg/sc_p = 4,18 kJ/(kg·K)T_c: 25 → 115 °CU = 3500 W/(m²·K)

A = m²

4.Średni

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 270 kW. Gorący płyn stygnie od 125 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 25 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 270 kWU = 300 W/(m²·K)T_h: 125 → 90 °CT_c: 15 → 25 °C

A = m²

5.Trudny

Gorący olej (0,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 85 do 50 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °C. Przy U = 1000 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁ_h = 0,5 kg/sc_p,h = 2,3 kJ/(kg·K)T_h: 85 → 50 °Cṁ_c = 2 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)

A = m²

6.Trudny

We współprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,3 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 130 do 85 °C. Woda (0,3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 20 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 50 mm, a U = 400 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁ_h = 0,3 kg/sc_p,h = 2,1 kJ/(kg·K)T_h: 130 → 85 °Cṁ_c = 0,3 kg/sT_c,in = 20 °CD = 50 mmU = 400 W/(m²·K)

L = m

Klucz odpowiedzi

1. ΔT_lm = 25,85 K
2. ΔT_lm = 72,4 K
3. A = 2,734 m²
4. A = 10,36 m²
5. A = 0,7497 m²
6. L = 6,364 m

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