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 °C85 °C115 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 155 do 85 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 115 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 155 → 85 °CTc: 15 → 115 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 0,5 kg/s czynnika (woda, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) jest podgrzewane od 35 do 75 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 35 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT85 °C70 °C10 °C60 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 20 kW. Jego powierzchnia wymiany ciepła wynosi 6 m². Gorący płyn stygnie od 85 do 70 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 60 °C. Wyznacz współczynnik przenikania ciepła U.

Q̇ = 20 kWA = 6 m²Th: 85 → 70 °CTc: 10 → 60 °C
U = W/(m²·K)
4.Średni
długośćT155 °C95 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 50 kW. Gorący płyn stygnie od 155 do 95 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 50 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 50 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 155 → 95 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT115 °C50 °C52,66 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 115 do 50 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 20 °C. Przy U = 200 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 50 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT140 °C100 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła typu rura w rurze gorący olej (0,2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) płynie w rurze wewnętrznej i stygnie od 140 do 100 °C. Woda (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 10 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 32 mm, a U = 500 W/(m²·K) odnosi się do tej średnicy. Wyznacz potrzebną długość rury L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 100 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 53,61 K
  2. 2. Q̇ = 83,6 kW
  3. 3. U = 103,3 W/(m²·K)
  4. 4. A = 0,724 m²
  5. 5. A = 15,43 m²
  6. 6. L = 3,53 m

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