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 вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) від 120 до 75 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 120 → 75 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT145 °C60 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 60 °C, а холодний нагрівається з 15 до 85 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 145 → 60 °CTc: 15 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT165 °C110 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 610 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 165 до 110 °C, а холодний нагрівається від 15 до 110 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,92, а U = 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 610 kWF = 0,92U = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 110 °CTc: 15 → 110 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT145 °C120 °C95 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 60 kW. Його площа теплообміну 3 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 145 до 120 °C, а холодний нагрівається від 15 до 95 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 60 kWA = 3 m²Th: 145 → 120 °CTc: 15 → 95 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT140 °C95 °C38,97 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 140 до 95 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 95 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT95 °C??30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 3 kW/K. Гарячий потік входить при 95 °C, а холодний при 30 °C. Теплообмінник має A = 4 m² і U = 300 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 30 °CA = 4 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 56,43 kW
  2. 2. ΔTlm = 52,14 K
  3. 3. A = 11,32 m²
  4. 4. U = 269,8 W/(m²·K)
  5. 5. A = 1,721 m²
  6. 6. Th,out = 76,43 °C

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