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
довжинаT155 °C140 °C95 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 155 до 140 °C, а холодний нагрівається з 15 до 95 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 155 → 140 °CTc: 15 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT125 °C90 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 0,5 m² і коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 125 до 90 °C, а холодний нагрівається від 25 до 35 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 0,5 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 90 °CTc: 25 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT100 °C85 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 280 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 100 до 85 °C, а холодний нагрівається з 15 до 35 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 280 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 85 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT110 °C10 °C40 °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 10 до 40 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 110 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 40 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT100 °C50 °C24,17 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 100 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT130 °C90 °C22,97 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 130 до 90 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 90 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 88,56 K
  2. 2. Q̇ = 30,73 kW
  3. 3. A = 4,245 m²
  4. 4. A = 2,982 m²
  5. 5. A = 1,361 m²
  6. 6. A = 0,5551 m²

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