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 вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) від 15 до 30 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 15 → 30 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT100 °C35 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 100 до 35 °C, а холодний нагрівається з 15 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 100 → 35 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT115 °C65 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 390 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 115 до 65 °C, а холодний нагрівається з 20 до 30 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 390 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 65 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT140 °C10 °C95 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 95 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 140 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 95 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT150 °C115 °C38,79 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 150 до 115 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 115 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT150 °C55 °C124,5 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 150 до 55 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 55 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 62,7 kW
  2. 2. ΔTlm = 34,6 K
  3. 3. A = 6,49 m²
  4. 4. A = 1,9 m²
  5. 5. A = 2,512 m²
  6. 6. A = 24,3 m²

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