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
довжинаT150 °C75 °C95 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 150 до 75 °C, а холодний нагрівається з 15 до 95 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 150 → 75 °CTc: 15 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Легка

У теплообміннику нагрівається вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) від 40 до 70 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 40 → 70 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT155 °C35 °C115 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 280 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 155 до 35 °C, а холодний нагрівається з 10 до 115 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 280 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 35 °CTc: 10 → 115 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT80 °C60 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 60 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 80 до 60 °C, а холодний нагрівається з 30 до 40 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 60 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 80 → 60 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT145 °C??10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 2 kW/K. Гарячий потік входить при 145 °C, а холодний при 10 °C. Теплообмінник має A = 6 m² і U = 300 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 10 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT105 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 105 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2,5 m² і U = 3000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 105 °CA = 2,5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 57,46 K
  2. 2. Q̇ = 250,8 kW
  3. 3. A = 17,55 m²
  4. 4. A = 3,665 m²
  5. 5. Th,out = 81,05 °C
  6. 6. Tc,out = 90,87 °C

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