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
довжинаT170 °C115 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 170 до 115 °C, а холодний нагрівається від 30 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 170 → 115 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT85 °C60 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 85 до 60 °C, а холодний нагрівається від 15 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 85 → 60 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT105 °C65 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 230 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 105 до 65 °C, а холодний нагрівається від 20 до 45 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,92, а U = 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 230 kWF = 0,92U = 200 W/(m²·K)Th: 105 → 65 °CTc: 20 → 45 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT145 °C105 °C30 °C95 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 170 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 105 °C, а холодний нагрівається з 30 до 95 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 170 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 145 → 105 °CTc: 30 → 95 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT120 °C55 °C?15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 120 до 55 °C. Вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 50 mm, і U = 500 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 55 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT170 °C110 °C120,4 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 170 до 110 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 110 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 101 K
  2. 2. ΔTlm = 35,7 K
  3. 3. A = 23,97 m²
  4. 4. A = 7,909 m²
  5. 5. L = 43,34 m
  6. 6. A = 2,973 m²

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