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
довжинаT165 °C140 °C25 °C90 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 165 до 140 °C, а холодний нагрівається від 25 до 90 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 165 → 140 °CTc: 25 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT145 °C65 °C135 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 65 °C, а холодний нагрівається з 15 до 135 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 145 → 65 °CTc: 15 → 135 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT100 °C30 °C90 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 100 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 30 до 90 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 100 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 90 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT130 °C75 °C30 °C60 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 370 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 75 °C, а холодний нагрівається з 30 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 370 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 75 °CTc: 30 → 60 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 4 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 130 °CA = 4 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT120 °C55 °C44,49 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 120 до 55 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 87,41 K
  2. 2. ΔTlm = 24,85 K
  3. 3. A = 4,067 m²
  4. 4. A = 10,32 m²
  5. 5. Tc,out = 96,74 °C
  6. 6. A = 3,886 m²

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