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
довжинаT100 °C80 °C25 °C60 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 80 °C, а холодний нагрівається від 25 до 60 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 100 → 80 °CTc: 25 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT130 °C90 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 6 m² і коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 130 до 90 °C, а холодний нагрівається від 20 до 35 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 6 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 90 °CTc: 20 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT100 °C80 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 310 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 100 до 80 °C, а холодний нагрівається з 10 до 50 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 310 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 100 → 80 °CTc: 10 → 50 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT165 °C100 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 430 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 165 до 100 °C, а холодний нагрівається від 10 до 45 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,88, а U = 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 430 kWF = 0,88U = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 100 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT140 °C100 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 140 до 100 °C. Вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 20 °C. Внутрішня труба має діаметр 32 mm, і U = 200 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 100 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 20 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT95 °C50 °C33,25 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 95 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 41,61 K
  2. 2. Q̇ = 491,2 kW
  3. 3. A = 17,38 m²
  4. 4. A = 4,686 m²
  5. 5. L = 29,6 m
  6. 6. A = 5,093 m²

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