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
довжинаT90 °C65 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 90 до 65 °C, а холодний нагрівається з 30 до 80 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 90 → 65 °CTc: 30 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT140 °C100 °C?20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується від 140 до 100 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 20 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 100 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT100 °C80 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 150 kW. Його площа теплообміну 3 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 80 °C, а холодний нагрівається від 20 до 40 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 150 kWA = 3 m²Th: 100 → 80 °CTc: 20 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT165 °C95 °C140 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 130 kW. Його площа теплообміну 12 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 165 до 95 °C, а холодний нагрівається від 25 до 140 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 130 kWA = 12 m²Th: 165 → 95 °CTc: 25 → 140 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT80 °C??15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 3 kW/K. Гарячий потік входить при 80 °C, а холодний при 15 °C. Теплообмінник має A = 5 m² і U = 500 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT95 °C65 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 95 до 65 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 10 °C. Внутрішня труба має діаметр 40 mm, і U = 150 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 65 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 19,96 K
  2. 2. Tc,out = 30,05 °C
  3. 3. U = 866,4 W/(m²·K)
  4. 4. U = 247,9 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 50,45 °C
  6. 6. L = 75,77 m

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