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
довжинаT110 °C85 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 85 °C, а холодний нагрівається з 25 до 85 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 110 → 85 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT135 °C40 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 135 до 40 °C, а холодний нагрівається з 15 до 50 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 135 → 40 °CTc: 15 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT125 °C100 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 600 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 125 до 100 °C, а холодний нагрівається від 20 до 65 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,85, а U = 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 600 kWF = 0,85U = 1000 W/(m²·K)Th: 125 → 100 °CTc: 20 → 65 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT120 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 20 до 35 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 120 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 35 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT125 °C90 °C?20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 125 до 90 °C. Вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 20 °C. Внутрішня труба має діаметр 32 mm, і U = 250 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 90 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 20 °CD = 32 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT105 °C??15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 2 kW/K. Гарячий потік входить при 105 °C, а холодний при 15 °C. Теплообмінник має A = 3 m² і U = 200 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 15 °CA = 3 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 39,98 K
  2. 2. ΔTlm = 49,03 K
  3. 3. A = 10,15 m²
  4. 4. A = 0,2264 m²
  5. 5. L = 19,79 m
  6. 6. Th,out = 84,23 °C

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