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 °C70 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 155 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 40 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 155 → 70 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT155 °C105 °C130 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 155 do 105 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 130 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 155 → 105 °CTc: 25 → 130 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT180 °C60 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 130 kW. Gorący płyn stygnie od 180 do 60 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 100 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 130 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 180 → 60 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
4.Średni
długośćT105 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 105 °C. Woda chłodząca (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 15 do 35 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 3000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 105 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 35 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Trudny
długośćT120 °C60 °C?15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 120 do 60 °C. Woda (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 15 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 20 mm, a U = 300 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 60 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT175 °C60 °C48,89 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 175 do 60 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 2 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 300 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 81,35 K
  2. 2. ΔTlm = 47,29 K
  3. 3. A = 2,55 m²
  4. 4. A = 1,751 m²
  5. 5. L = 90,85 m
  6. 6. A = 10,73 m²

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