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.

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
długośćT100 °C50 °C?15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 100 do 50 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa on 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), która wpływa z temperaturą 15 °C. Do otoczenia nie jest tracone żadne ciepło. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 1,2 kg/s czynnika (lekki olej, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) jest podgrzewane od 30 do 65 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 30 → 65 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT115 °C75 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 480 kW. Gorący płyn stygnie od 115 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 100 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 480 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 75 °CTc: 20 → 100 °C
A = m²
4.Średni
długośćT130 °C80 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 390 kW. Gorący płyn stygnie od 130 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 70 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 390 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 80 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT145 °C105 °C81,03 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 145 do 105 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °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: 145 → 105 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT125 °C55 °C21,98 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 125 do 55 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Tc,out = 23,37 °C
  2. 2. Q̇ = 88,2 kW
  3. 3. A = 10,39 m²
  4. 4. A = 22,62 m²
  5. 5. A = 1,207 m²
  6. 6. A = 6,568 m²

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