Užduočių lapas tema Šilumokaičiai (LMTD) su atsakymais

Nemokamas spausdinamas užduočių lapas tema Šilumokaičiai (LMTD): 6 uždavinių nuo lengvų iki egzamino lygio, su atsakymais. Atsispausdinkite arba išsaugokite kaip PDF.

Mokytojams: galima nemokamai spausdinti, kopijuoti ir naudoti per pamokas. Kiekvienas naujas lapas turi naujas reikšmes ir savo atsakymų raktą. Būsime dėkingi už nuorodą į ExamProblems jūsų kurso puslapyje.

Vardas: ____________________   Data: ____________

1.Lengvas
ilgisT145 °C85 °C?15 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Karšta alyva (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) priešpriešinio srauto šilumokaityje atvėsta nuo 145 iki 85 °C. Ji šildo 0,8 kg/s vandens (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), kuris įteka 15 °C temperatūros. Šilumos nuostolių į aplinką nėra. Raskite vandens išėjimo temperatūrą Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 85 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Lengvas

Šilumokaityje 0,2 kg/s srautas (lengvoji alyva, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) pašildomas nuo 35 iki 50 °C. Raskite šilumos srautą Q̇.

ṁ = 0,2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 35 → 50 °C
Q̇ = kW
3.Vidutinis
ilgisT90 °C50 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂lygiagretus srautas

Lygiagretaus srauto šilumokaitis perduoda 140 kW. Karštasis skystis atvėsta nuo 90 iki 50 °C, o šaltasis įšyla nuo 25 iki 40 °C. Šilumos perdavimo koeficientas yra 1000 W/(m²·K). Raskite reikiamą šilumos perdavimo plotą A.

Q̇ = 140 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 50 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
4.Vidutinis
ilgisT145 °C65 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂lygiagretus srautas

Lygiagrečiojo srauto šilumokaitis perduoda 360 kW. Jo šilumos perdavimo plotas 6 m². Karštasis skystis atvėsta nuo 145 iki 65 °C, o šaltasis įšyla nuo 15 iki 45 °C. Raskite šilumos perdavimo koeficientą U.

Q̇ = 360 kWA = 6 m²Th: 145 → 65 °CTc: 15 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.Sunkus
ilgisT150 °C??30 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto šilumokaityje abiejų srautų šiluminės talpos srautas vienodas, ṁ·cp = 1 kW/K. Karštasis srautas įteka 150 °C, o šaltasis 30 °C temperatūros. Šilumokaičio A = 0,5 m², U = 800 W/(m²·K). Raskite karštojo srauto išėjimo temperatūrą Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 150 °CTc,in = 30 °CA = 0,5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Sunkus
ilgisT110 °C75 °C?20 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto „vamzdis vamzdyje“ šilumokaityje karšta alyva (0,8 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) teka vidiniu vamzdžiu ir atvėsta nuo 110 iki 75 °C. Vanduo (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) žiediniame tarpe įteka 20 °C temperatūros. Vidinio vamzdžio skersmuo 20 mm, o U = 400 W/(m²·K) nurodytas šiam skersmeniui. Raskite reikiamą vamzdžio ilgį L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 75 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 20 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Atsakymai

  1. 1. Tc,out = 104,7 °C
  2. 2. Q̇ = 6,3 kW
  3. 3. A = 4,765 m²
  4. 4. U = 1021 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 115,7 °C
  6. 6. L = 36,95 m

Išsamūs sprendimai žingsnis po žingsnio: praktikuokite šią temą svetainėje examproblems.com.