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
довжинаT95 °C65 °C45 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 65 °C, а холодний нагрівається з 30 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 95 → 65 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT145 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується від 145 до 60 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 10 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT180 °C50 °C170 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 470 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 180 до 50 °C, а холодний нагрівається з 10 до 170 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 470 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 180 → 50 °CTc: 10 → 170 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT110 °C70 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 310 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 70 °C, а холодний нагрівається з 30 до 40 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 310 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 70 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT100 °C70 °C42,94 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 100 до 70 °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 = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT125 °C45 °C45,1 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 125 до 45 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 42,06 K
  2. 2. Tc,out = 60,84 °C
  3. 3. A = 43,44 m²
  4. 4. A = 11,57 m²
  5. 5. A = 2,953 m²
  6. 6. A = 2,59 m²

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