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 °C120 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 120 °C, а холодний нагрівається з 30 до 65 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 145 → 120 °CTc: 30 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT120 °C60 °C95 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 20 m² і коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 120 до 60 °C, а холодний нагрівається від 15 до 95 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 20 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 60 °CTc: 15 → 95 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT130 °C10 °C60 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 130 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 60 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT95 °C45 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 480 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 45 °C, а холодний нагрівається з 10 до 85 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 480 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 95 → 45 °CTc: 10 → 85 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT145 °C75 °C42,84 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 145 до 75 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT110 °C60 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 110 до 60 °C. Вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 20 °C. Внутрішня труба має діаметр 25 mm, і U = 200 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 84,9 K
  2. 2. Q̇ = 544,4 kW
  3. 3. A = 0,9012 m²
  4. 4. A = 120,3 m²
  5. 5. A = 2,309 m²
  6. 6. L = 74,79 m

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