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
довжинаT145 °C85 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 85 °C, а холодний нагрівається з 20 до 75 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 145 → 85 °CTc: 20 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT130 °C35 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 35 °C, а холодний нагрівається з 20 до 85 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 130 → 35 °CTc: 20 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT100 °C35 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 70 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 35 °C, а холодний нагрівається від 10 до 80 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,8, а U = 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 70 kWF = 0,8U = 800 W/(m²·K)Th: 100 → 35 °CTc: 10 → 80 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT85 °C45 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 250 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 85 до 45 °C, а холодний нагрівається з 20 до 35 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 250 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 85 → 45 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT135 °C80 °C51,84 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 135 до 80 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 80 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT130 °C70 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 130 до 70 °C. Вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 10 °C. Внутрішня труба має діаметр 20 mm, і U = 200 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 70 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 67,47 K
  2. 2. ΔTlm = 27,31 K
  3. 3. A = 4,881 m²
  4. 4. A = 10,64 m²
  5. 5. A = 15,67 m²
  6. 6. L = 128,1 m

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