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

У теплообміннику охолоджується гліколева суміш (0,5 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 110 до 55 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 110 → 55 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT140 °C95 °C125 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 140 до 95 °C, а холодний нагрівається з 30 до 125 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 140 → 95 °CTc: 30 → 125 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT110 °C20 °C90 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 20 до 90 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 110 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 90 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT165 °C120 °C120 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 480 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 120 °C, а холодний нагрівається з 10 до 120 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 480 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 165 → 120 °CTc: 10 → 120 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT110 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 1 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 10 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 110 °CA = 1 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT160 °C115 °C21,73 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 160 до 115 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 115 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 99 kW
  2. 2. ΔTlm = 34,1 K
  3. 3. A = 0,8981 m²
  4. 4. A = 33 m²
  5. 5. Tc,out = 42,88 °C
  6. 6. A = 0,5953 m²

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