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
довжинаT110 °C85 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 85 °C, а холодний нагрівається з 25 до 65 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 110 → 85 °CTc: 25 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT95 °C35 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 35 °C, а холодний нагрівається з 20 до 35 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 95 → 35 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT145 °C55 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 210 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 145 до 55 °C, а холодний нагрівається від 15 до 85 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,95, а U = 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 210 kWF = 0,95U = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 55 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT175 °C110 °C25 °C70 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 230 kW. Його площа теплообміну 1 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 175 до 110 °C, а холодний нагрівається від 25 до 70 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 230 kWA = 1 m²Th: 175 → 110 °CTc: 25 → 70 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT90 °C55 °C?15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 90 до 55 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 50 mm, і U = 150 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 55 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT105 °C45 °C78,83 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 105 до 45 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 45 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 52,14 K
  2. 2. ΔTlm = 32,46 K
  3. 3. A = 4,481 m²
  4. 4. U = 2764 W/(m²·K)
  5. 5. L = 13,59 m
  6. 6. A = 49,02 m²

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