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
довжинаT95 °C55 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 55 °C, а холодний нагрівається з 30 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 95 → 55 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT140 °C80 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 140 до 80 °C, а холодний нагрівається з 30 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 140 → 80 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT140 °C30 °C80 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 30 до 80 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 140 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 80 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT170 °C145 °C155 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 30 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 170 до 145 °C, а холодний нагрівається з 10 до 155 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 30 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 145 °CTc: 10 → 155 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT140 °C115 °C22,56 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 140 до 115 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 115 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT125 °C??15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1 kW/K. Гарячий потік входить при 125 °C, а холодний при 15 °C. Теплообмінник має A = 2 m² і U = 300 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 15 °CA = 2 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 31,91 K
  2. 2. ΔTlm = 65,96 K
  3. 3. A = 1,267 m²
  4. 4. A = 0,5493 m²
  5. 5. A = 3,15 m²
  6. 6. Th,out = 83,75 °C

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