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
довжинаT175 °C35 °C145 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 175 до 35 °C, а холодний нагрівається з 15 до 145 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 175 → 35 °CTc: 15 → 145 °C
ΔTlm = K
2.Легка

У теплообміннику нагрівається легка олива (0,8 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) від 20 до 45 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,8 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 20 → 45 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT120 °C20 °C55 °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 20 до 55 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 120 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 55 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT150 °C135 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 350 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 150 до 135 °C, а холодний нагрівається з 15 до 35 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 350 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 150 → 135 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT85 °C50 °C31,42 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 85 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT130 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 1 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 30 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 130 °CA = 1 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 24,66 K
  2. 2. Q̇ = 42 kW
  3. 3. A = 0,9003 m²
  4. 4. A = 2,979 m²
  5. 5. A = 0,7157 m²
  6. 6. Tc,out = 62,88 °C

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