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
довжинаT145 °C45 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 45 °C, а холодний нагрівається з 10 до 20 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 145 → 45 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
2.Легка

У теплообміннику нагрівається вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) від 40 до 90 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,8 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 40 → 90 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT115 °C70 °C105 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 320 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 115 до 70 °C, а холодний нагрівається з 20 до 105 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 320 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 70 °CTc: 20 → 105 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT145 °C130 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 120 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 130 °C, а холодний нагрівається з 25 до 35 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 120 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 130 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT120 °C65 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 120 до 65 °C. Вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 40 mm, і U = 500 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 65 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 40 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
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 = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (0,5 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 = 2500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 70,7 K
  2. 2. Q̇ = 167,2 kW
  3. 3. A = 12,88 m²
  4. 4. A = 1,116 m²
  5. 5. L = 34,4 m
  6. 6. Tc,out = 97,69 °C

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