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
довжинаT130 °C60 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 60 °C, а холодний нагрівається з 25 до 80 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 130 → 60 °CTc: 25 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT95 °C75 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 75 °C, а холодний нагрівається з 30 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 95 → 75 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT140 °C100 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 400 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 140 до 100 °C, а холодний нагрівається з 30 до 100 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 400 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 140 → 100 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT160 °C85 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 270 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 160 до 85 °C, а холодний нагрівається від 30 до 75 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,85, а U = 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 270 kWF = 0,85U = 300 W/(m²·K)Th: 160 → 85 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT180 °C??20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1 kW/K. Гарячий потік входить при 180 °C, а холодний при 20 °C. Теплообмінник має A = 6 m² і U = 200 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 180 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT150 °C95 °C65,39 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 150 до 95 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 95 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 42,06 K
  2. 2. ΔTlm = 42,45 K
  3. 3. A = 37,31 m²
  4. 4. A = 15,36 m²
  5. 5. Th,out = 92,73 °C
  6. 6. A = 2,381 m²

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