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
довжинаT165 °C120 °C25 °C35 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 165 до 120 °C, а холодний нагрівається від 25 до 35 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 165 → 120 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT90 °C55 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 90 до 55 °C, а холодний нагрівається з 30 до 70 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 90 → 55 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT140 °C25 °C120 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 25 до 120 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 140 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 120 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT115 °C95 °C105 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 290 kW. Його площа теплообміну 5 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 115 до 95 °C, а холодний нагрівається від 20 до 105 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 290 kWA = 5 m²Th: 115 → 95 °CTc: 20 → 105 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT160 °C125 °C32,84 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 160 до 125 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 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 = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 125 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT105 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 105 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2 m² і U = 3000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 25 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 105 °CA = 2 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 110,2 K
  2. 2. ΔTlm = 22,41 K
  3. 3. A = 14,62 m²
  4. 4. U = 1798 W/(m²·K)
  5. 5. A = 4,637 m²
  6. 6. Tc,out = 85,96 °C

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