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
довжинаT140 °C45 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 10 m² і коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 140 до 45 °C, а холодний нагрівається від 25 до 60 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 10 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 140 → 45 °CTc: 25 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT145 °C75 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 75 °C, а холодний нагрівається з 15 до 60 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 145 → 75 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT180 °C125 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 320 kW. Його площа теплообміну 4 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 180 до 125 °C, а холодний нагрівається від 20 до 95 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 320 kWA = 4 m²Th: 180 → 125 °CTc: 20 → 95 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT80 °C65 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 250 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 80 до 65 °C, а холодний нагрівається з 25 до 55 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 250 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 80 → 65 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT80 °C40 °C36,79 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 80 до 40 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 80 → 40 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT110 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2 m² і U = 1500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 15 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 110 °CA = 2 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 432,8 kW
  2. 2. ΔTlm = 71,78 K
  3. 3. U = 845,2 W/(m²·K)
  4. 4. A = 31,57 m²
  5. 5. A = 3,094 m²
  6. 6. Tc,out = 43,64 °C

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