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
długośćT155 °C100 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 155 do 100 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 70 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 155 → 100 °CTc: 25 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 2 kg/s czynnika (woda, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) jest podgrzewane od 40 do 75 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 40 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT165 °C80 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 20 kW. Gorący płyn stygnie od 165 do 80 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 40 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 20 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 165 → 80 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
4.Średni
długośćT120 °C10 °C85 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 120 °C. Woda chłodząca (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 10 do 85 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 120 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 85 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT100 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂kondensująca para

Para skrapla się w stałej temperaturze 100 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 6 m² i U = 3000 W/(m²·K). Woda chłodząca (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 20 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie Tc,out.

Ts = 100 °CA = 6 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Trudny
długośćT175 °C125 °C38,34 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 175 do 125 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 1000 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 125 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 79,9 K
  2. 2. Q̇ = 292,6 kW
  3. 3. A = 1,28 m²
  4. 4. A = 7,18 m²
  5. 5. Tc,out = 80,96 °C
  6. 6. A = 1,915 m²

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