Робочий аркуш «Теплообмінники (LMTD)» з відповідями

Безкоштовний робочий аркуш для друку «Теплообмінники (LMTD)»: 6 задач від легких до рівня іспиту, з ключем відповідей. Роздрукуйте його або збережіть як PDF.

Новий робочий аркушТренуватися онлайн з підказками

Для викладачів: можна безкоштовно друкувати, копіювати й використовувати на заняттях. Кожен новий аркуш має нові значення і власні відповіді. Будемо вдячні за посилання на ExamProblems на сторінці вашого курсу.

Ім’я: ____________________   Дата: ____________

1.Легка
довжинаT115 °C45 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 115 до 45 °C, а холодний нагрівається з 30 до 85 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 115 → 45 °CTc: 30 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT95 °C65 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 65 °C, а холодний нагрівається з 20 до 80 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 95 → 65 °CTc: 20 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT105 °C90 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 110 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 105 до 90 °C, а холодний нагрівається від 30 до 40 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,88, а U = 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 110 kWF = 0,88U = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 90 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT145 °C95 °C25 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 370 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 95 °C, а холодний нагрівається з 25 до 65 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 370 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 145 → 95 °CTc: 25 → 65 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT140 °C45 °C33,94 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 140 до 45 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT130 °C85 °C?25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 130 до 85 °C. Вода (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 25 °C. Внутрішня труба має діаметр 50 mm, і U = 200 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 21,64 K
  2. 2. ΔTlm = 27,31 K
  3. 3. A = 4,002 m²
  4. 4. A = 28,5 m²
  5. 5. A = 4,929 m²
  6. 6. L = 10,43 m

Повні покрокові розв’язки: тренуйте цю тему на examproblems.com.