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
długośćT170 °C125 °C120 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 170 do 125 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 120 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 170 → 125 °CTc: 15 → 120 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT155 °C50 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 155 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 75 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 155 → 50 °CTc: 10 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT105 °C15 °C60 °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 60 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 2000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 105 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 60 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT90 °C35 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 150 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 2,5 m². Gorący płyn stygnie od 90 do 35 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 80 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 150 kWA = 2,5 m²Th: 90 → 35 °CTc: 15 → 80 °C
U = W/(m²·K)
5.Trudny
długośćT120 °C90 °C?15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 120 do 90 °C. Woda (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 15 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 32 mm, a U = 300 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Trudny
długośćT130 °C??10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 1,5 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 130 °C, a zimny 10 °C. Wymiennik ma A = 3 m² i U = 500 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 130 °CTc,in = 10 °CA = 3 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 76,1 K
  2. 2. ΔTlm = 57,71 K
  3. 3. A = 7,243 m²
  4. 4. U = 4159 W/(m²·K)
  5. 5. L = 13,39 m
  6. 6. Th,out = 70 °C

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