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 °C110 °C20 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 130 до 110 °C, а холодний нагрівається від 20 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 130 → 110 °CTc: 20 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Легка

У теплообміннику охолоджується гліколева суміш (2,5 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 85 до 50 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 85 → 50 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT165 °C145 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 90 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 145 °C, а холодний нагрівається з 15 до 70 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 90 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 165 → 145 °CTc: 15 → 70 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT180 °C35 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 340 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 180 до 35 °C, а холодний нагрівається від 10 до 70 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,8, а U = 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 340 kWF = 0,8U = 200 W/(m²·K)Th: 180 → 35 °CTc: 10 → 70 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT120 °C50 °C98,73 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 120 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 50 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 4 m² і U = 1500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 130 °CA = 4 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 85,54 K
  2. 2. Q̇ = 315 kW
  3. 3. A = 0,5377 m²
  4. 4. A = 37,04 m²
  5. 5. A = 12,7 m²
  6. 6. Tc,out = 76,33 °C

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