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
довжинаT115 °C80 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 115 до 80 °C, а холодний нагрівається з 15 до 65 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 115 → 80 °CTc: 15 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT175 °C140 °C25 °C90 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 175 до 140 °C, а холодний нагрівається від 25 до 90 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 175 → 140 °CTc: 25 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT95 °C40 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 80 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 40 °C, а холодний нагрівається з 25 до 35 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 80 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 40 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT150 °C80 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 60 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 150 до 80 °C, а холодний нагрівається від 20 до 50 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,88, а U = 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 60 kWF = 0,88U = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 80 °CTc: 20 → 50 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT180 °C65 °C52,93 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 180 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT170 °C140 °C22,75 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 170 до 140 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 140 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 57,17 K
  2. 2. ΔTlm = 91,02 K
  3. 3. A = 4,929 m²
  4. 4. A = 2,902 m²
  5. 5. A = 13,42 m²
  6. 6. A = 0,5182 m²

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