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
довжинаT125 °C65 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 125 до 65 °C, а холодний нагрівається з 15 до 110 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 125 → 65 °CTc: 15 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Легка

У теплообміннику охолоджується етанол (1,2 kg/s, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) від 90 до 25 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 90 → 25 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT110 °C40 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 340 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 40 °C, а холодний нагрівається з 25 до 70 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 340 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 40 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT140 °C125 °C125 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 300 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 140 до 125 °C, а холодний нагрівається з 25 до 125 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 300 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 140 → 125 °CTc: 25 → 125 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT155 °C110 °C41,96 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 155 до 110 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 110 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT110 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 1,5 m² і U = 2000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 110 °CA = 1,5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 29,07 K
  2. 2. Q̇ = 190,3 kW
  3. 3. A = 26,68 m²
  4. 4. A = 6,696 m²
  5. 5. A = 4,804 m²
  6. 6. Tc,out = 47,14 °C

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