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
довжинаT105 °C30 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 30 °C, а холодний нагрівається з 10 до 35 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 105 → 30 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT90 °C35 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 90 до 35 °C, а холодний нагрівається з 15 до 80 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 90 → 35 °CTc: 15 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT160 °C130 °C15 °C120 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 330 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 160 до 130 °C, а холодний нагрівається з 15 до 120 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 330 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 130 °CTc: 15 → 120 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT110 °C75 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 610 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 110 до 75 °C, а холодний нагрівається від 30 до 70 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,9, а U = 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 610 kWF = 0,9U = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 75 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT100 °C??30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 4 kW/K. Гарячий потік входить при 100 °C, а холодний при 30 °C. Теплообмінник має A = 6 m² і U = 800 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 30 °CA = 6 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT105 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 105 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 1 m² і U = 2000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 25 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 105 °CA = 1 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 39,91 K
  2. 2. ΔTlm = 14,43 K
  3. 3. A = 6,537 m²
  4. 4. A = 19,96 m²
  5. 5. Th,out = 61,82 °C
  6. 6. Tc,out = 74,27 °C

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