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
довжинаT125 °C45 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 125 до 45 °C, а холодний нагрівається з 10 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 125 → 45 °CTc: 10 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT80 °C65 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 80 до 65 °C, а холодний нагрівається з 20 до 30 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 80 → 65 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT120 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 30 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 120 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 30 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT95 °C80 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 50 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 95 до 80 °C, а холодний нагрівається від 20 до 50 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,92, а U = 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 50 kWF = 0,92U = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 80 °CTc: 20 → 50 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT130 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 6 m² і U = 1500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 30 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 130 °CA = 6 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT105 °C??10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 3 kW/K. Гарячий потік входить при 105 °C, а холодний при 10 °C. Теплообмінник має A = 5 m² і U = 800 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 54,43 K
  2. 2. ΔTlm = 47,46 K
  3. 3. A = 0,8388 m²
  4. 4. A = 2,085 m²
  5. 5. Tc,out = 106,2 °C
  6. 6. Th,out = 50,71 °C

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