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

У теплообміннику охолоджується вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) від 80 до 45 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 80 → 45 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT125 °C50 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 125 до 50 °C, а холодний нагрівається з 15 до 25 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 125 → 50 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT125 °C50 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 470 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 125 до 50 °C, а холодний нагрівається з 10 до 70 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 470 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 125 → 50 °CTc: 10 → 70 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT130 °C20 °C75 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 20 до 75 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 130 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 75 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT150 °C80 °C?15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 150 до 80 °C. Вода (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 20 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: 150 → 80 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT155 °C??30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 0,5 kW/K. Гарячий потік входить при 155 °C, а холодний при 30 °C. Теплообмінник має A = 1 m² і U = 800 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 155 °CTc,in = 30 °CA = 1 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 219,4 kW
  2. 2. ΔTlm = 61,92 K
  3. 3. A = 19,96 m²
  4. 4. A = 4,346 m²
  5. 5. L = 76,54 m
  6. 6. Th,out = 78,08 °C

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