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
довжинаT135 °C120 °C125 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 135 до 120 °C, а холодний нагрівається з 20 до 125 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 135 → 120 °CTc: 20 → 125 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT90 °C40 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 90 до 40 °C, а холодний нагрівається з 10 до 20 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 90 → 40 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT120 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 65 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 120 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 65 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT165 °C95 °C15 °C60 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 320 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 95 °C, а холодний нагрівається з 15 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 320 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 95 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT120 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 6 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 15 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 120 °CA = 6 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT180 °C70 °C42,89 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 180 до 70 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 39,09 K
  2. 2. ΔTlm = 47,21 K
  3. 3. A = 0,8278 m²
  4. 4. A = 4,049 m²
  5. 5. Tc,out = 102,5 °C
  6. 6. A = 1,842 m²

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