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 °C25 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 25 °C, а холодний нагрівається з 10 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 110 → 25 °CTc: 10 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT170 °C130 °C110 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 170 до 130 °C, а холодний нагрівається з 30 до 110 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 170 → 130 °CTc: 30 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT100 °C25 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 560 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 25 °C, а холодний нагрівається від 10 до 90 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,85, а U = 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 560 kWF = 0,85U = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 25 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT125 °C95 °C15 °C85 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 390 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 125 до 95 °C, а холодний нагрівається з 15 до 85 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 390 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 125 → 95 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT80 °C50 °C22,54 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 80 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT115 °C70 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 115 до 70 °C. Вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 10 °C. Внутрішня труба має діаметр 40 mm, і U = 400 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 70 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 30,79 K
  2. 2. ΔTlm = 78,3 K
  3. 3. A = 53,43 m²
  4. 4. A = 18,7 m²
  5. 5. A = 2,086 m²
  6. 6. L = 15,57 m

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