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

У теплообміннику охолоджується етанол (2,5 kg/s, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) від 65 до 40 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 65 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT120 °C70 °C?25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується від 120 до 70 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 25 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT90 °C50 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 260 kW. Його площа теплообміну 5 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 90 до 50 °C, а холодний нагрівається від 20 до 30 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 260 kWA = 5 m²Th: 90 → 50 °CTc: 20 → 30 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT125 °C90 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 440 kW. Його площа теплообміну 12 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 125 до 90 °C, а холодний нагрівається від 20 до 40 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 440 kWA = 12 m²Th: 125 → 90 °CTc: 20 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT180 °C??20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1 kW/K. Гарячий потік входить при 180 °C, а холодний при 20 °C. Теплообмінник має A = 6 m² і U = 500 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 180 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT95 °C75 °C33,35 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 95 до 75 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 152,5 kW
  2. 2. Tc,out = 66,27 °C
  3. 3. U = 1303 W/(m²·K)
  4. 4. U = 494,6 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 60 °C
  6. 6. A = 1,985 m²

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