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.

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
długośćT110 °C30 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 0,5 m² i współczynnik przenikania ciepła 1000 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 110 do 30 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 40 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 0,5 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 110 → 30 °CTc: 15 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy
długośćT100 °C75 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 1,5 m² i współczynnik przenikania ciepła 1000 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 100 do 75 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 50 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 1,5 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 75 °CTc: 15 → 50 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT150 °C110 °C120 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 210 kW. Gorący płyn stygnie od 150 do 110 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 120 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 200 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 210 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 110 °CTc: 25 → 120 °C
A = m²
4.Średni
długośćT95 °C35 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 210 kW. Gorący płyn stygnie od 95 do 35 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 70 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 800 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 210 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 95 → 35 °CTc: 20 → 70 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT155 °C??25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła oba strumienie mają tę samą pojemność cieplną strumienia, ṁ·cp = 0,5 kW/K. Gorący strumień wpływa z temperaturą 155 °C, a zimny 25 °C. Wymiennik ma A = 5 m² i U = 300 W/(m²·K). Wyznacz temperaturę gorącego strumienia na wylocie Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 155 °CTc,in = 25 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Trudny
długośćT160 °C55 °C?20 °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 160 do 55 °C. Woda (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) w przestrzeni pierścieniowej wpływa z temperaturą 20 °C. Rura wewnętrzna ma średnicę 25 mm, a U = 500 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: 160 → 55 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 17,85 kW
  2. 2. Q̇ = 82,27 kW
  3. 3. A = 19,88 m²
  4. 4. A = 13,41 m²
  5. 5. Th,out = 57,5 °C
  6. 6. L = 18,69 m

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