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
довжинаT100 °C25 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 25 °C, а холодний нагрівається від 10 до 20 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 100 → 25 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT135 °C45 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 135 до 45 °C, а холодний нагрівається з 15 до 90 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 135 → 45 °CTc: 15 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT100 °C65 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 80 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 65 °C, а холодний нагрівається від 15 до 60 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,9, а U = 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 80 kWF = 0,9U = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 65 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT155 °C120 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 420 kW. Його площа теплообміну 20 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 155 до 120 °C, а холодний нагрівається від 20 до 65 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 420 kWA = 20 m²Th: 155 → 120 °CTc: 20 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT80 °C45 °C53,89 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 80 до 45 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 45 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT135 °C40 °C25,91 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 135 до 40 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 40 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 29,41 K
  2. 2. ΔTlm = 36,99 K
  3. 3. A = 1,983 m²
  4. 4. U = 221,3 W/(m²·K)
  5. 5. A = 6,585 m²
  6. 6. A = 10,85 m²

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