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

У теплообміннику охолоджується етанол (2,5 kg/s, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) від 90 до 55 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 90 → 55 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT175 °C90 °C145 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 15 m² і коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 175 до 90 °C, а холодний нагрівається від 15 до 145 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 15 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 175 → 90 °CTc: 15 → 145 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT115 °C85 °C10 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 450 kW. Його площа теплообміну 6 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 115 до 85 °C, а холодний нагрівається від 10 до 45 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 450 kWA = 6 m²Th: 115 → 85 °CTc: 10 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT120 °C105 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 620 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 120 до 105 °C, а холодний нагрівається від 30 до 85 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,9, а U = 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 620 kWF = 0,9U = 1000 W/(m²·K)Th: 120 → 105 °CTc: 30 → 85 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT180 °C70 °C60,26 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 180 до 70 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT120 °C80 °C44,67 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 120 до 80 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 213,5 kW
  2. 2. Q̇ = 368,3 kW
  3. 3. U = 1114 W/(m²·K)
  4. 4. A = 13,13 m²
  5. 5. A = 4,349 m²
  6. 6. A = 3,722 m²

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