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
довжинаT135 °C85 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 135 до 85 °C, а холодний нагрівається від 10 до 25 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 135 → 85 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT120 °C85 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується від 120 до 85 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 10 °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: 120 → 85 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT145 °C105 °C20 °C70 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 400 kW. Його площа теплообміну 12 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 145 до 105 °C, а холодний нагрівається від 20 до 70 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 400 kWA = 12 m²Th: 145 → 105 °CTc: 20 → 70 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT140 °C115 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 130 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 140 до 115 °C, а холодний нагрівається з 10 до 30 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 130 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 140 → 115 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT130 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 8 m² і U = 2000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 10 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 130 °CA = 8 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT90 °C50 °C72,85 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 90 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 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 = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 88,56 K
  2. 2. Tc,out = 18,79 °C
  3. 3. U = 471,5 W/(m²·K)
  4. 4. A = 1,512 m²
  5. 5. Tc,out = 96,5 °C
  6. 6. A = 24 m²

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