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 110 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 80 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔT_lm.

T_h: 110 → 90 °CT_c: 25 → 80 °C

ΔT_lm = K

2.Łatwy

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 115 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 40 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔT_lm.

T_h: 115 → 75 °CT_c: 15 → 40 °C

ΔT_lm = K

3.Średni

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 460 kW. Gorący płyn stygnie od 160 do 30 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 55 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,88, a U = 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 460 kWF = 0,88U = 1000 W/(m²·K)T_h: 160 → 30 °CT_c: 15 → 55 °C

A = m²

4.Średni

Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła (jeden przepływ w płaszczu, dwa przepływy w rurach) ma przekazywać 410 kW. Gorący płyn stygnie od 105 do 90 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 80 °C. Współczynnik poprawkowy LMTD dla tego układu wynosi F = 0,85, a U = 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 410 kWF = 0,85U = 200 W/(m²·K)T_h: 105 → 90 °CT_c: 30 → 80 °C

A = m²

5.Trudny

Gorący olej (2 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 80 do 45 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁ_h = 2 kg/sc_p,h = 2,5 kJ/(kg·K)T_h: 80 → 45 °Cṁ_c = 1 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)

A = m²

6.Trudny

Para skrapla się w stałej temperaturze 140 °C na zewnętrznej powierzchni rur skraplacza o powierzchni wymiany ciepła 3 m² i U = 2500 W/(m²·K). Woda chłodząca (2 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływa do rur z temperaturą 15 °C. Wyznacz temperaturę wody na wylocie T_c,out.

T_s = 140 °CA = 3 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/sc_p = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 15 °C

T_c,out = °C

Klucz odpowiedzi

1. ΔT_lm = 35,05 K
2. ΔT_lm = 61,92 K
3. A = 11,3 m²
4. A = 60,33 m²
5. A = 21,44 m²
6. T_c,out = 89,03 °C

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