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
довжинаT150 °C120 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 150 до 120 °C, а холодний нагрівається з 15 до 85 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 150 → 120 °CTc: 15 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Легка

У теплообміннику охолоджується вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) від 100 до 35 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 100 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT105 °C85 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 460 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 85 °C, а холодний нагрівається з 20 до 80 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 460 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 105 → 85 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT90 °C70 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 250 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 90 до 70 °C, а холодний нагрівається з 25 до 45 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 250 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 90 → 70 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT125 °C90 °C?15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 125 до 90 °C. Вода (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 32 mm, і U = 200 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 90 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT120 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2 m² і U = 3000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 10 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 120 °CA = 2 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 83,41 K
  2. 2. Q̇ = 81,51 kW
  3. 3. A = 20,36 m²
  4. 4. A = 7,465 m²
  5. 5. L = 17 m
  6. 6. Tc,out = 66,33 °C

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