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
ilgisT130 °C60 °C?15 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Karšta alyva (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) priešpriešinio srauto šilumokaityje atvėsta nuo 130 iki 60 °C. Ji šildo 1,5 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 = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Lengvas
ilgisT90 °C60 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂lygiagretus srautas

Lygiagrečiojo srauto šilumokaityje karštasis skystis atvėsta nuo 90 iki 60 °C, o šaltasis įšyla nuo 20 iki 30 °C. Raskite vidutinį logaritminį temperatūrų skirtumą ΔTlm.

Th: 90 → 60 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Vidutinis
ilgisT180 °C100 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Gaubtavamzdis šilumokaitis (vienas gaubto ėjimas, du vamzdžių ėjimai) turi perduoti 260 kW. Karštasis skystis atvėsta nuo 180 iki 100 °C, o šaltasis įšyla nuo 20 iki 30 °C. Šios schemos LMTD pataisos koeficientas F = 0,9, o U = 200 W/(m²·K). Raskite reikiamą šilumos perdavimo plotą A.

Q̇ = 260 kWF = 0,9U = 200 W/(m²·K)Th: 180 → 100 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Vidutinis
ilgisT170 °C120 °C145 °C25 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto šilumokaitis perduoda 400 kW. Jo šilumos perdavimo plotas 3 m². Karštasis skystis atvėsta nuo 170 iki 120 °C, o šaltasis įšyla nuo 25 iki 145 °C. Raskite šilumos perdavimo koeficientą U.

Q̇ = 400 kWA = 3 m²Th: 170 → 120 °CTc: 25 → 145 °C
U = W/(m²·K)
5.Sunkus
ilgisT100 °C65 °C?15 °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 100 iki 65 °C. Vanduo (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) žiediniame tarpe įteka 15 °C temperatūros. Vidinio vamzdžio skersmuo 32 mm, o U = 500 W/(m²·K) nurodytas šiam skersmeniui. Raskite reikiamą vamzdžio ilgį L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Sunkus
ilgisT100 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto „vamzdis vamzdyje“ šilumokaityje karšta alyva (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) teka vidiniu vamzdžiu ir atvėsta nuo 100 iki 60 °C. Vanduo (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) žiediniame tarpe įteka 10 °C temperatūros. Vidinio vamzdžio skersmuo 32 mm, o U = 150 W/(m²·K) nurodytas šiam skersmeniui. Raskite reikiamą vamzdžio ilgį L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 60 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Atsakymai

  1. 1. Tc,out = 66,36 °C
  2. 2. ΔTlm = 47,21 K
  3. 3. A = 12,97 m²
  4. 4. U = 2543 W/(m²·K)
  5. 5. L = 8,137 m
  6. 6. L = 28,13 m

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