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
довжинаT105 °C85 °C45 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 85 °C, а холодний нагрівається з 30 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 105 → 85 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT175 °C135 °C150 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 175 до 135 °C, а холодний нагрівається з 20 до 150 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 175 → 135 °CTc: 20 → 150 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT145 °C95 °C15 °C60 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 190 kW. Його площа теплообміну 20 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 145 до 95 °C, а холодний нагрівається від 15 до 60 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 190 kWA = 20 m²Th: 145 → 95 °CTc: 15 → 60 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT80 °C55 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 100 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 80 до 55 °C, а холодний нагрівається від 25 до 60 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,95, а U = 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 100 kWF = 0,95U = 200 W/(m²·K)Th: 80 → 55 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT100 °C??25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 0,5 kW/K. Гарячий потік входить при 100 °C, а холодний при 25 °C. Теплообмінник має A = 0,5 m² і U = 300 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 25 °CA = 0,5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT80 °C45 °C29,63 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 80 до 45 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 57,46 K
  2. 2. ΔTlm = 58,98 K
  3. 3. U = 131,2 W/(m²·K)
  4. 4. A = 21,34 m²
  5. 5. Th,out = 82,69 °C
  6. 6. A = 1,482 m²

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