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 нагрівається легка олива (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) від 20 до 75 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 20 → 75 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT165 °C115 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 165 до 115 °C, а холодний нагрівається від 10 до 65 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 165 → 115 °CTc: 10 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT115 °C85 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 250 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 115 до 85 °C, а холодний нагрівається від 30 до 105 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,85, а U = 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 250 kWF = 0,85U = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 85 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT100 °C85 °C20 °C55 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 260 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 100 до 85 °C, а холодний нагрівається з 20 до 55 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 260 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 100 → 85 °CTc: 20 → 55 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT140 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 1 m² і U = 3000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 140 °CA = 1 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT120 °C75 °C38,97 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 120 до 75 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 23,1 kW
  2. 2. ΔTlm = 92,81 K
  3. 3. A = 11,14 m²
  4. 4. A = 3,4 m²
  5. 5. Tc,out = 81,46 °C
  6. 6. A = 2,296 m²

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