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 легка олива (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) від 10 до 35 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 10 → 35 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT160 °C110 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 160 до 110 °C, а холодний нагрівається з 20 до 80 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 160 → 110 °CTc: 20 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT165 °C135 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 490 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 135 °C, а холодний нагрівається з 25 до 40 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 490 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 165 → 135 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT115 °C70 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 240 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 115 до 70 °C, а холодний нагрівається з 25 до 90 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 240 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 70 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT95 °C??10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1 kW/K. Гарячий потік входить при 95 °C, а холодний при 10 °C. Теплообмінник має A = 3 m² і U = 200 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 10 °CA = 3 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT160 °C125 °C56,87 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 160 до 125 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 125 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 105 kW
  2. 2. ΔTlm = 84,9 K
  3. 3. A = 13,92 m²
  4. 4. A = 7,053 m²
  5. 5. Th,out = 63,13 °C
  6. 6. A = 5,476 m²

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