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

W wymienniku ciepła 3 kg/s czynnika (woda, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 65 do 45 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 65 → 45 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT130 °C70 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 10 m² i współczynnik przenikania ciepła 500 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 130 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 35 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 10 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 70 °CTc: 20 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT175 °C160 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 170 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 2,5 m². Gorący płyn stygnie od 175 do 160 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 80 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 170 kWA = 2,5 m²Th: 175 → 160 °CTc: 25 → 80 °C
U = W/(m²·K)
4.Średni
długośćT150 °C65 °C135 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 170 kW. Gorący płyn stygnie od 150 do 65 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 135 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 170 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 65 °CTc: 30 → 135 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT120 °C65 °C?10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 120 do 65 °C. Woda (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 25 mm, a U = 150 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 65 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT140 °C85 °C34,21 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 140 do 85 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 800 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 250,8 kW
  2. 2. Q̇ = 350,5 kW
  3. 3. U = 597,4 W/(m²·K)
  4. 4. A = 24,01 m²
  5. 5. L = 47,8 m
  6. 6. A = 0,894 m²

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