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 °C30 °C95 °CΔT₁ΔT₂współprąd

We współprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 175 do 125 °C, a zimny nagrzewa się od 30 do 95 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 175 → 125 °CTc: 30 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT100 °C55 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 100 do 55 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 50 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 100 → 55 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT120 °C20 °C90 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 120 °C. Woda chłodząca (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 20 do 90 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 3500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 120 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 90 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT120 °C50 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła przekazuje 90 kW. Gorący płyn stygnie od 120 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 40 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 300 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 90 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 50 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT130 °C55 °C91,9 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 130 do 55 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 30 °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: 130 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT120 °C90 °C50,89 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 120 do 90 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 1000 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 72,99 K
  2. 2. ΔTlm = 39,15 K
  3. 3. A = 5,752 m²
  4. 4. A = 5,511 m²
  5. 5. A = 5,548 m²
  6. 6. A = 1,041 m²

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