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
довжинаT105 °C70 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 105 до 70 °C, а холодний нагрівається від 20 до 65 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 105 → 70 °CTc: 20 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT120 °C105 °C20 °C60 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 120 до 105 °C, а холодний нагрівається від 20 до 60 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 120 → 105 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT100 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 100 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 25 до 45 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 100 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 45 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT95 °C40 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 140 kW. Його площа теплообміну 15 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 95 до 40 °C, а холодний нагрівається від 10 до 30 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 140 kWA = 15 m²Th: 95 → 40 °CTc: 10 → 30 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT120 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 8 m² і U = 3000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 30 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 120 °CA = 8 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2 m² і U = 2000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 25 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 110 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 28,24 K
  2. 2. ΔTlm = 68,88 K
  3. 3. A = 1,945 m²
  4. 4. U = 266,3 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 106,7 °C
  6. 6. Tc,out = 48,21 °C

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