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
ilgisT150 °C135 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto šilumokaičio šilumos perdavimo plotas 2 m², o šilumos perdavimo koeficientas 800 W/(m²·K). Karštasis skystis atvėsta nuo 150 iki 135 °C, o šaltasis įšyla nuo 20 iki 60 °C. Raskite šilumos srautą Q̇.

A = 2 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 150 → 135 °CTc: 20 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Lengvas
ilgisT175 °C70 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto šilumokaityje karštasis skystis atvėsta nuo 175 iki 70 °C, o šaltasis įšyla nuo 30 iki 85 °C. Raskite vidutinį logaritminį temperatūrų skirtumą ΔTlm.

Th: 175 → 70 °CTc: 30 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Vidutinis
ilgisT135 °C120 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Gaubtavamzdis šilumokaitis (vienas gaubto ėjimas, du vamzdžių ėjimai) turi perduoti 350 kW. Karštasis skystis atvėsta nuo 135 iki 120 °C, o šaltasis įšyla nuo 10 iki 45 °C. Šios schemos LMTD pataisos koeficientas F = 0,92, o U = 200 W/(m²·K). Raskite reikiamą šilumos perdavimo plotą A.

Q̇ = 350 kWF = 0,92U = 200 W/(m²·K)Th: 135 → 120 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
4.Vidutinis
ilgisT105 °C10 °C70 °CΔT₁ΔT₂kondensuojasi garai

Kondensatoriuje garai kondensuojasi vamzdžių išorėje pastovioje 105 °C temperatūroje. Aušinimo vanduo (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) teka vamzdžiais ir įšyla nuo 10 iki 70 °C. Šilumos perdavimo koeficientas 1500 W/(m²·K). Raskite reikiamą šilumos perdavimo plotą A.

Ts = 105 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 70 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Sunkus
ilgisT155 °C80 °C?10 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto „vamzdis vamzdyje“ šilumokaityje karšta alyva (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) teka vidiniu vamzdžiu ir atvėsta nuo 155 iki 80 °C. Vanduo (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) žiediniame tarpe įteka 10 °C temperatūros. Vidinio vamzdžio skersmuo 40 mm, o U = 200 W/(m²·K) nurodytas šiam skersmeniui. Raskite reikiamą vamzdžio ilgį L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 80 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Sunkus
ilgisT130 °C70 °C?10 °CΔT₁ΔT₂priešpriešinis srautas

Priešpriešinio srauto „vamzdis vamzdyje“ šilumokaityje karšta alyva (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) teka vidiniu vamzdžiu ir atvėsta nuo 130 iki 70 °C. Vanduo (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) žiediniame tarpe įteka 10 °C temperatūros. Vidinio vamzdžio skersmuo 20 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: 130 → 70 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Atsakymai

  1. 1. Q̇ = 163,2 kW
  2. 2. ΔTlm = 61,66 K
  3. 3. A = 19,09 m²
  4. 4. A = 8,348 m²
  5. 5. L = 82,27 m
  6. 6. L = 84,83 m

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