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
długośćT105 °C65 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 105 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 25 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 105 → 65 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT95 °C70 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 95 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 40 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 95 → 70 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT130 °C20 °C50 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 130 °C. Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 20 do 50 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 3500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 130 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 50 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT100 °C85 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 30 kW. Gorący płyn stygnie od 100 do 85 °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 = 30 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 100 → 85 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT145 °C90 °C42,89 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 145 do 90 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 90 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT105 °C60 °C22,38 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 105 do 60 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °C. Przy U = 300 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 105 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 66,72 K
  2. 2. ΔTlm = 49,83 K
  3. 3. A = 0,1902 m²
  4. 4. A = 2,31 m²
  5. 5. A = 3,794 m²
  6. 6. A = 5,312 m²

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