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.

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
довжинаT115 °C65 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 10 m² і коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 115 до 65 °C, а холодний нагрівається від 10 до 45 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 10 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 115 → 65 °CTc: 10 → 45 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT100 °C75 °C30 °C70 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 75 °C, а холодний нагрівається від 30 до 70 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 100 → 75 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT110 °C75 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 240 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 75 °C, а холодний нагрівається з 10 до 20 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 240 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 75 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT120 °C95 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 440 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 95 °C, а холодний нагрівається з 15 до 65 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 440 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 95 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT120 °C50 °C?25 °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 120 до 50 °C. Вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 25 °C. Внутрішня труба має діаметр 50 mm, і U = 250 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 50 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT150 °C105 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 150 до 105 °C. Вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 25 °C. Внутрішня труба має діаметр 20 mm, і U = 400 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 105 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 311 kW
  2. 2. ΔTlm = 24,63 K
  3. 3. A = 3,905 m²
  4. 4. A = 21,98 m²
  5. 5. L = 28,42 m
  6. 6. L = 9,168 m

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