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.

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
довжинаT110 °C65 °C?15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується від 110 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,8 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 15 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 65 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Легка
довжинаT100 °C35 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 35 °C, а холодний нагрівається від 15 до 25 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 100 → 35 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT85 °C50 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 530 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 85 до 50 °C, а холодний нагрівається від 25 до 70 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,8, а U = 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 530 kWF = 0,8U = 200 W/(m²·K)Th: 85 → 50 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT100 °C70 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 450 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 70 °C, а холодний нагрівається від 30 до 50 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,95, а U = 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 450 kWF = 0,95U = 800 W/(m²·K)Th: 100 → 70 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT110 °C85 °C66,27 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 110 до 85 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT165 °C80 °C113,5 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 165 до 80 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 80 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Tc,out = 29,13 °C
  2. 2. ΔTlm = 35,05 K
  3. 3. A = 169,2 m²
  4. 4. A = 13,21 m²
  5. 5. A = 8,384 m²
  6. 6. A = 3,515 m²

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