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
довжинаT165 °C80 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 80 °C, а холодний нагрівається з 15 до 75 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 165 → 80 °CTc: 15 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT110 °C65 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується від 110 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 10 °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 = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT135 °C60 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 60 kW. Його площа теплообміну 5 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 135 до 60 °C, а холодний нагрівається від 10 до 20 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 60 kWA = 5 m²Th: 135 → 60 °CTc: 10 → 20 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT120 °C105 °C110 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 320 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 105 °C, а холодний нагрівається з 20 до 110 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 320 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 120 → 105 °CTc: 20 → 110 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT105 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 105 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 3 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 25 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 105 °CA = 3 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT85 °C??20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1,5 kW/K. Гарячий потік входить при 85 °C, а холодний при 20 °C. Теплообмінник має A = 5 m² і U = 800 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 76,82 K
  2. 2. Tc,out = 13,77 °C
  3. 3. U = 153,8 W/(m²·K)
  4. 4. A = 18,26 m²
  5. 5. Tc,out = 61,01 °C
  6. 6. Th,out = 37,73 °C

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