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 легка олива (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) від 25 до 50 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 25 → 50 °C
Q̇ = kW
2.Легка

У теплообміннику нагрівається легка олива (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) від 25 до 60 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 25 → 60 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT105 °C55 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 580 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 105 до 55 °C, а холодний нагрівається від 20 до 95 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,92, а U = 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 580 kWF = 0,92U = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 55 °CTc: 20 → 95 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT160 °C55 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 70 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 160 до 55 °C, а холодний нагрівається з 15 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 70 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 55 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 1 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 130 °CA = 1 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT110 °C60 °C84,81 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 110 до 60 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 105 kW
  2. 2. Q̇ = 147 kW
  3. 3. A = 63,18 m²
  4. 4. A = 2,138 m²
  5. 5. Tc,out = 56,17 °C
  6. 6. A = 16,76 m²

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