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
długośćT175 °C125 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 175 do 125 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 80 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 175 → 125 °CTc: 25 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT170 °C40 °C155 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 170 do 40 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 155 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 170 → 40 °CTc: 15 → 155 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT140 °C110 °C20 °C60 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 230 kW. Gorący płyn stygnie od 140 do 110 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 60 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 230 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 140 → 110 °CTc: 20 → 60 °C
A = m²
4.Średni
długośćT170 °C70 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 310 kW. Gorący płyn stygnie od 170 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 30 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 310 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 170 → 70 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT165 °C85 °C54,02 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 165 do 85 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °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: 165 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT90 °C50 °C?10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 90 do 50 °C. Woda (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 40 mm, a U = 300 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 97,48 K
  2. 2. ΔTlm = 19,58 K
  3. 3. A = 2,877 m²
  4. 4. A = 11,82 m²
  5. 5. A = 2,004 m²
  6. 6. L = 9,598 m

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