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
довжинаT150 °C100 °C15 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 150 до 100 °C, а холодний нагрівається від 15 до 50 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 150 → 100 °CTc: 15 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT170 °C125 °C20 °C70 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 170 до 125 °C, а холодний нагрівається від 20 до 70 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 170 → 125 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT120 °C25 °C100 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 25 до 100 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 120 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 100 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT95 °C50 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 260 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 50 °C, а холодний нагрівається з 20 до 35 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 260 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 95 → 50 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT170 °C55 °C88,28 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 170 до 55 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT125 °C70 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 125 до 70 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 25 °C. Внутрішня труба має діаметр 25 mm, і U = 500 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 70 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 85,58 K
  2. 2. ΔTlm = 94,69 K
  3. 3. A = 3,257 m²
  4. 4. A = 8,718 m²
  5. 5. A = 20,5 m²
  6. 6. L = 49,91 m

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