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
довжинаT135 °C85 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 135 до 85 °C, а холодний нагрівається з 20 до 75 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 135 → 85 °CTc: 20 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT135 °C100 °C20 °C55 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 135 до 100 °C, а холодний нагрівається від 20 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 135 → 100 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT130 °C95 °C115 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 730 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 130 до 95 °C, а холодний нагрівається від 15 до 115 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,95, а U = 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 730 kWF = 0,95U = 200 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 15 → 115 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT125 °C110 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 80 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 125 до 110 °C, а холодний нагрівається від 20 до 80 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,95, а U = 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 80 kWF = 0,95U = 500 W/(m²·K)Th: 125 → 110 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT130 °C70 °C26,51 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 130 до 70 °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 = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT165 °C135 °C60,89 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 165 до 135 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 135 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 62,47 K
  2. 2. ΔTlm = 74,61 K
  3. 3. A = 98,95 m²
  4. 4. A = 2,594 m²
  5. 5. A = 5,189 m²
  6. 6. A = 2,336 m²

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