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

У теплообміннику нагрівається гліколева суміш (3 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 35 до 90 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 35 → 90 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT175 °C90 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 175 до 90 °C, а холодний нагрівається з 25 до 80 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 175 → 90 °CTc: 25 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT80 °C45 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 390 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 80 до 45 °C, а холодний нагрівається з 25 до 55 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 390 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 80 → 45 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT140 °C20 °C60 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 20 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 140 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 60 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT130 °C105 °C36,28 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 130 до 105 °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 = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 105 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT85 °C30 °C23,82 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 85 до 30 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 85 → 30 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 594 kW
  2. 2. ΔTlm = 79,05 K
  3. 3. A = 21,76 m²
  4. 4. A = 0,9685 m²
  5. 5. A = 0,9374 m²
  6. 6. A = 15,68 m²

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