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
довжинаT125 °C100 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 125 до 100 °C, а холодний нагрівається з 15 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 125 → 100 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT140 °C80 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 1,5 m² і коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 140 до 80 °C, а холодний нагрівається від 10 до 50 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 1,5 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 80 °CTc: 10 → 50 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT175 °C70 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 90 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 175 до 70 °C, а холодний нагрівається з 30 до 55 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 90 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 175 → 70 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT140 °C10 °C70 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 70 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 140 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 70 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT140 °C60 °C34,67 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 140 до 60 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT110 °C50 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,8 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 110 до 50 °C. Вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 32 mm, і U = 400 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 50 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 77,26 K
  2. 2. Q̇ = 59,69 kW
  3. 3. A = 3,141 m²
  4. 4. A = 3,105 m²
  5. 5. A = 0,909 m²
  6. 6. L = 76,36 m

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