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
довжинаT115 °C60 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 115 до 60 °C, а холодний нагрівається від 30 до 50 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 115 → 60 °CTc: 30 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT90 °C50 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 8 m² і коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 90 до 50 °C, а холодний нагрівається від 25 до 40 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 8 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 90 → 50 °CTc: 25 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT80 °C65 °C60 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 160 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 80 до 65 °C, а холодний нагрівається з 30 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 160 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 80 → 65 °CTc: 30 → 60 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT115 °C80 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 590 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 115 до 80 °C, а холодний нагрівається від 20 до 85 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,85, а U = 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 590 kWF = 0,85U = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 80 °CTc: 20 → 85 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT105 °C55 °C35,63 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 105 до 55 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 105 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT85 °C65 °C31,83 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 85 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 35,05 K
  2. 2. Q̇ = 86,56 kW
  3. 3. A = 29,85 m²
  4. 4. A = 80,19 m²
  5. 5. A = 3,234 m²
  6. 6. A = 0,5293 m²

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