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 (2 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 10 до 60 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 10 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Легка

У теплообміннику охолоджується етанол (1,2 kg/s, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) від 115 до 90 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 115 → 90 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT140 °C125 °C30 °C110 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 80 kW. Його площа теплообміну 2 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 140 до 125 °C, а холодний нагрівається від 30 до 110 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 80 kWA = 2 m²Th: 140 → 125 °CTc: 30 → 110 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT110 °C15 °C75 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 15 до 75 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 110 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 75 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT165 °C75 °C42,94 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 165 до 75 °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: 165 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT135 °C105 °C20,02 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 135 до 105 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 105 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 360 kW
  2. 2. Q̇ = 73,2 kW
  3. 3. U = 838,9 W/(m²·K)
  4. 4. A = 4,174 m²
  5. 5. A = 6,967 m²
  6. 6. A = 0,6178 m²

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