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
ilgisT100 °C25 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto šilumokaičio šilumos perdavimo plotas 20 m², o šilumos perdavimo koeficientas 200 W/(m²·K). Karštasis skystis atvėsta nuo 100 iki 25 °C, o šaltasis įšyla nuo 10 iki 60 °C. Raskite šilumos srautą Q̇.

A = 20 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 25 °CTc: 10 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Lengvas
ilgisT180 °C135 °C110 °C10 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto šilumokaityje karštasis skystis atvėsta nuo 180 iki 135 °C, o šaltasis įšyla nuo 10 iki 110 °C. Raskite vidutinį logaritminį temperatūrų skirtumą ΔTlm.

Th: 180 → 135 °CTc: 10 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Vidutinis
ilgisT115 °C45 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto šilumokaitis perduoda 350 kW. Karštasis skystis atvėsta nuo 115 iki 45 °C, o šaltasis įšyla nuo 10 iki 30 °C. Šilumos perdavimo koeficientas yra 800 W/(m²·K). Raskite reikiamą šilumos perdavimo plotą A.

Q̇ = 350 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 115 → 45 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
4.Vidutinis
ilgisT160 °C120 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Gaubtavamzdis šilumokaitis (vienas gaubto ėjimas, du vamzdžių ėjimai) turi perduoti 310 kW. Karštasis skystis atvėsta nuo 160 iki 120 °C, o šaltasis įšyla nuo 20 iki 55 °C. Šios schemos LMTD pataisos koeficientas F = 0,92, o U = 1000 W/(m²·K). Raskite reikiamą šilumos perdavimo plotą A.

Q̇ = 310 kWF = 0,92U = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 120 °CTc: 20 → 55 °C
A = m²
5.Sunkus
ilgisT105 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂kondensuojasi garai

Kondensatoriuje, kurio šilumos perdavimo plotas 1,5 m², o U = 3000 W/(m²·K), garai kondensuojasi vamzdžių išorėje pastovioje 105 °C temperatūroje. Aušinimo vanduo (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) į vamzdžius įteka 25 °C temperatūros. Raskite vandens išėjimo temperatūrą Tc,out.

Ts = 105 °CA = 1,5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Sunkus
ilgisT110 °C65 °C?25 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto „vamzdis vamzdyje“ šilumokaityje karšta alyva (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) teka vidiniu vamzdžiu ir atvėsta nuo 110 iki 65 °C. Vanduo (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) žiediniame tarpe įteka 25 °C temperatūros. Vidinio vamzdžio skersmuo 32 mm, o U = 200 W/(m²·K) nurodytas šiam skersmeniui. Raskite reikiamą vamzdžio ilgį L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Atsakymai

  1. 1. Q̇ = 102 kW
  2. 2. ΔTlm = 94,86 K
  3. 3. A = 7,764 m²
  4. 4. A = 3,288 m²
  5. 5. Tc,out = 58,3 °C
  6. 6. L = 29,17 m

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