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
довжинаT85 °C60 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 85 до 60 °C, а холодний нагрівається з 20 до 50 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 85 → 60 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Легка

У теплообміннику охолоджується вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) від 100 до 50 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 100 → 50 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT140 °C10 °C130 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 130 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 140 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 130 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT180 °C90 °C165 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 720 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 180 до 90 °C, а холодний нагрівається від 15 до 165 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,9, а U = 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 720 kWF = 0,9U = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 90 °CTc: 15 → 165 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT95 °C65 °C18,97 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 95 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 95 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT80 °C50 °C23,77 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 80 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 37,44 K
  2. 2. Q̇ = 62,7 kW
  3. 3. A = 5,361 m²
  4. 4. A = 26,82 m²
  5. 5. A = 3,849 m²
  6. 6. A = 2,515 m²

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