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.

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
довжинаT115 °C30 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 2,5 m² і коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 115 до 30 °C, а холодний нагрівається від 15 до 55 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 2,5 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 115 → 30 °CTc: 15 → 55 °C
Q̇ = kW
2.Легка

У теплообміннику охолоджується гліколева суміш (2 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 95 до 65 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 95 → 65 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT165 °C140 °C30 °C115 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 460 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 140 °C, а холодний нагрівається з 30 до 115 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 460 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 165 → 140 °CTc: 30 → 115 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT105 °C65 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 270 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 65 °C, а холодний нагрівається з 30 до 50 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 270 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 105 → 65 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT155 °C50 °C?20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,8 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 155 до 50 °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 = 250 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 50 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 4 m² і U = 2000 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 = 4 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 24,35 kW
  2. 2. Q̇ = 216 kW
  3. 3. A = 35,26 m²
  4. 4. A = 7,627 m²
  5. 5. L = 173,4 m
  6. 6. Tc,out = 99,29 °C

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