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 °C85 °C125 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 85 °C, а холодний нагрівається з 15 до 125 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 145 → 85 °CTc: 15 → 125 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT130 °C50 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 50 °C, а холодний нагрівається з 10 до 75 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 130 → 50 °CTc: 10 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT90 °C60 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 40 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 90 до 60 °C, а холодний нагрівається з 30 до 50 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 40 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 90 → 60 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT140 °C15 °C120 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 15 до 120 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 140 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 120 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT180 °C45 °C32,61 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 180 до 45 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT120 °C55 °C47,88 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 120 до 55 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 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: 120 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 39,91 K
  2. 2. ΔTlm = 47,1 K
  3. 3. A = 4,778 m²
  4. 4. A = 38,3 m²
  5. 5. A = 7,253 m²
  6. 6. A = 3,361 m²

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