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
довжинаT180 °C80 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується від 180 до 80 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 10 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 80 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Легка
довжинаT145 °C115 °C120 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 115 °C, а холодний нагрівається з 30 до 120 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 145 → 115 °CTc: 30 → 120 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT145 °C65 °C115 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 380 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 65 °C, а холодний нагрівається з 10 до 115 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 380 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 65 °CTc: 10 → 115 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT135 °C80 °C10 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 470 kW. Його площа теплообміну 2,5 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 135 до 80 °C, а холодний нагрівається від 10 до 40 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 470 kWA = 2,5 m²Th: 135 → 80 °CTc: 10 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT120 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 5 m² і U = 1000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 15 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 120 °CA = 5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT115 °C??20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 0,5 kW/K. Гарячий потік входить при 115 °C, а холодний при 20 °C. Теплообмінник має A = 5 m² і U = 200 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 115 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Tc,out = 43,49 °C
  2. 2. ΔTlm = 49,03 K
  3. 3. A = 30,71 m²
  4. 4. U = 2520 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 72,7 °C
  6. 6. Th,out = 51,67 °C

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