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
довжинаT150 °C120 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 150 до 120 °C, а холодний нагрівається з 10 до 60 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 150 → 120 °CTc: 10 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT145 °C100 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 145 до 100 °C, а холодний нагрівається від 30 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 145 → 100 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT175 °C100 °C95 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 170 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 175 до 100 °C, а холодний нагрівається з 25 до 95 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 170 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 175 → 100 °CTc: 25 → 95 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT155 °C60 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 400 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 155 до 60 °C, а холодний нагрівається з 15 до 35 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 400 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 60 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT115 °C50 °C?15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 115 до 50 °C. Вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 32 mm, і U = 200 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 50 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT165 °C100 °C47,66 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 165 до 100 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 165 → 100 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 99,67 K
  2. 2. ΔTlm = 74,61 K
  3. 3. A = 2,743 m²
  4. 4. A = 17,44 m²
  5. 5. L = 39,17 m
  6. 6. A = 6,804 m²

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