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
довжинаT145 °C115 °C10 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 145 до 115 °C, а холодний нагрівається від 10 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 145 → 115 °CTc: 10 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT120 °C60 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 120 до 60 °C, а холодний нагрівається від 15 до 30 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 120 → 60 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT100 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 100 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 25 до 40 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 100 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 40 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT165 °C90 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 420 kW. Його площа теплообміну 6 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 165 до 90 °C, а холодний нагрівається від 20 до 35 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 420 kWA = 6 m²Th: 165 → 90 °CTc: 20 → 35 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT135 °C85 °C?15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 135 до 85 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 32 mm, і U = 500 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT130 °C75 °C55,26 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 130 до 75 °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 = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 98,97 K
  2. 2. ΔTlm = 59,87 K
  3. 3. A = 1,555 m²
  4. 4. U = 722,2 W/(m²·K)
  5. 5. L = 26,96 m
  6. 6. A = 2,056 m²

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