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
довжинаT160 °C75 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 160 до 75 °C, а холодний нагрівається з 20 до 90 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 160 → 75 °CTc: 20 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT150 °C65 °C?30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується від 150 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 30 °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: 150 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT165 °C90 °C25 °C75 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 490 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 90 °C, а холодний нагрівається з 25 до 75 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 490 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 165 → 90 °CTc: 25 → 75 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT130 °C65 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 400 kW. Його площа теплообміну 8 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 130 до 65 °C, а холодний нагрівається від 20 до 100 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 400 kWA = 8 m²Th: 130 → 65 °CTc: 20 → 100 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT170 °C55 °C47,93 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 170 до 55 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT180 °C??25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 3 kW/K. Гарячий потік входить при 180 °C, а холодний при 25 °C. Теплообмінник має A = 4 m² і U = 800 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 180 °CTc,in = 25 °CA = 4 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 62,2 K
  2. 2. Tc,out = 53,39 °C
  3. 3. A = 29,19 m²
  4. 4. U = 1352 W/(m²·K)
  5. 5. A = 21,91 m²
  6. 6. Th,out = 100 °C

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