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 °C65 °C?15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується від 105 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 15 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Легка
довжинаT145 °C110 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 2,5 m² і коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 145 до 110 °C, а холодний нагрівається від 15 до 70 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 2,5 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 110 °CTc: 15 → 70 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT105 °C90 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 280 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 90 °C, а холодний нагрівається з 30 до 50 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 280 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 105 → 90 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT180 °C155 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 320 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 180 до 155 °C, а холодний нагрівається з 10 до 45 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 320 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 180 → 155 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT85 °C55 °C32,94 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 85 до 55 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT120 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 4 m² і U = 1000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 30 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 120 °CA = 4 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Tc,out = 18,35 °C
  2. 2. Q̇ = 63,45 kW
  3. 3. A = 25,14 m²
  4. 4. A = 7,622 m²
  5. 5. A = 6,555 m²
  6. 6. Tc,out = 72,45 °C

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