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 нагрівається гліколева суміш (0,3 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 25 до 75 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 25 → 75 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT180 °C105 °C30 °C70 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 180 до 105 °C, а холодний нагрівається від 30 до 70 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 180 → 105 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT155 °C95 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 430 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 155 до 95 °C, а холодний нагрівається з 25 до 90 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 430 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 155 → 95 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT170 °C150 °C145 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 430 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 170 до 150 °C, а холодний нагрівається з 30 до 145 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 430 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 150 °CTc: 30 → 145 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT110 °C80 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 110 до 80 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 10 °C. Внутрішня труба має діаметр 20 mm, і U = 500 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 80 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT180 °C115 °C37,96 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 180 до 115 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 115 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 54 kW
  2. 2. ΔTlm = 79,02 K
  3. 3. A = 7,967 m²
  4. 4. A = 8,875 m²
  5. 5. L = 14,66 m
  6. 6. A = 3,562 m²

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