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
довжинаT160 °C125 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 160 до 125 °C, а холодний нагрівається з 20 до 35 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 160 → 125 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT155 °C65 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується від 155 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 10 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT135 °C100 °C25 °C85 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 480 kW. Його площа теплообміну 2,5 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 135 до 100 °C, а холодний нагрівається від 25 до 85 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 480 kWA = 2,5 m²Th: 135 → 100 °CTc: 25 → 85 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT100 °C50 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 800 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 50 °C, а холодний нагрівається від 20 до 80 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,9, а U = 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 800 kWF = 0,9U = 500 W/(m²·K)Th: 100 → 50 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT170 °C??30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 3 kW/K. Гарячий потік входить при 170 °C, а холодний при 30 °C. Теплообмінник має A = 6 m² і U = 200 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 170 °CTc,in = 30 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT115 °C95 °C28,35 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 115 до 95 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 95 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 114,7 K
  2. 2. Tc,out = 17,54 °C
  3. 3. U = 4027 W/(m²·K)
  4. 4. A = 72,08 m²
  5. 5. Th,out = 130 °C
  6. 6. A = 1,346 m²

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