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 °C75 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 75 °C, а холодний нагрівається з 15 до 30 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 110 → 75 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT135 °C85 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 135 до 85 °C, а холодний нагрівається з 20 до 30 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 135 → 85 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT105 °C90 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 210 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 90 °C, а холодний нагрівається з 20 до 40 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 210 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 105 → 90 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT140 °C30 °C115 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 30 до 115 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 140 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 115 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT130 °C55 °C49,9 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 130 до 55 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT165 °C125 °C35,5 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 165 до 125 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 125 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 69,52 K
  2. 2. ΔTlm = 83,41 K
  3. 3. A = 15,56 m²
  4. 4. A = 9,909 m²
  5. 5. A = 3,442 m²
  6. 6. A = 1,377 m²

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