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.

Naujas užduočių lapasPraktikuokitės internete su užuominomis

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
ilgisT140 °C110 °C?25 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Karšta alyva (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) priešpriešinio srauto šilumokaityje atvėsta nuo 140 iki 110 °C. Ji šildo 1,5 kg/s vandens (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), kuris įteka 25 °C temperatūros. Šilumos nuostolių į aplinką nėra. Raskite vandens išėjimo temperatūrą Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 110 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
2.Lengvas
ilgisT170 °C45 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto šilumokaityje karštasis skystis atvėsta nuo 170 iki 45 °C, o šaltasis įšyla nuo 25 iki 100 °C. Raskite vidutinį logaritminį temperatūrų skirtumą ΔTlm.

Th: 170 → 45 °CTc: 25 → 100 °C
ΔTlm = K
3.Vidutinis
ilgisT120 °C75 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto šilumokaitis perduoda 350 kW. Karštasis skystis atvėsta nuo 120 iki 75 °C, o šaltasis įšyla nuo 10 iki 35 °C. Šilumos perdavimo koeficientas yra 1000 W/(m²·K). Raskite reikiamą šilumos perdavimo plotą A.

Q̇ = 350 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 120 → 75 °CTc: 10 → 35 °C
A = m²
4.Vidutinis
ilgisT100 °C85 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto šilumokaitis perduoda 410 kW. Jo šilumos perdavimo plotas 3 m². Karštasis skystis atvėsta nuo 100 iki 85 °C, o šaltasis įšyla nuo 15 iki 35 °C. Raskite šilumos perdavimo koeficientą U.

Q̇ = 410 kWA = 3 m²Th: 100 → 85 °CTc: 15 → 35 °C
U = W/(m²·K)
5.Sunkus
ilgisT150 °C70 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂lygiagretus srautas

Lygiagrečiojo srauto „vamzdis vamzdyje“ šilumokaityje karšta alyva (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) teka vidiniu vamzdžiu ir atvėsta nuo 150 iki 70 °C. Vanduo (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) žiediniame tarpe įteka 15 °C temperatūros. Vidinio vamzdžio skersmuo 25 mm, o U = 150 W/(m²·K) nurodytas šiam skersmeniui. Raskite reikiamą vamzdžio ilgį L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 70 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Sunkus
ilgisT110 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂kondensuojasi garai

Kondensatoriuje, kurio šilumos perdavimo plotas 5 m², o U = 2000 W/(m²·K), garai kondensuojasi vamzdžių išorėje pastovioje 110 °C temperatūroje. Aušinimo vanduo (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) į vamzdžius įteka 30 °C temperatūros. Raskite vandens išėjimo temperatūrą Tc,out.

Ts = 110 °CA = 5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Atsakymai

  1. 1. Tc,out = 47,01 °C
  2. 2. ΔTlm = 39,91 K
  3. 3. A = 4,695 m²
  4. 4. U = 2026 W/(m²·K)
  5. 5. L = 89,86 m
  6. 6. Tc,out = 85,81 °C

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