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 нагрівається вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) від 20 до 45 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 20 → 45 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT150 °C65 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 0,5 m² і коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 150 до 65 °C, а холодний нагрівається від 25 до 105 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 0,5 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 150 → 65 °CTc: 25 → 105 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT120 °C10 °C65 °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 10 до 65 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 120 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 65 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT110 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 25 до 45 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 110 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 45 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT150 °C70 °C113 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 150 до 70 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 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 = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 70 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT150 °C100 °C51,27 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 150 до 100 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 100 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 31,35 kW
  2. 2. Q̇ = 16,98 kW
  3. 3. A = 1,738 m²
  4. 4. A = 1,869 m²
  5. 5. A = 9,009 m²
  6. 6. A = 3,659 m²

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