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
довжинаT80 °C65 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 80 до 65 °C, а холодний нагрівається з 25 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 80 → 65 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT165 °C45 °C155 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 45 °C, а холодний нагрівається з 10 до 155 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 165 → 45 °CTc: 10 → 155 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT150 °C115 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 340 kW. Його площа теплообміну 10 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 150 до 115 °C, а холодний нагрівається від 20 до 80 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 340 kWA = 10 m²Th: 150 → 115 °CTc: 20 → 80 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT175 °C75 °C140 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 360 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 175 до 75 °C, а холодний нагрівається від 10 до 140 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,9, а U = 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 360 kWF = 0,9U = 500 W/(m²·K)Th: 175 → 75 °CTc: 10 → 140 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT115 °C90 °C32,48 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 115 до 90 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 90 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT160 °C120 °C?20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 160 до 120 °C. Вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 20 °C. Внутрішня труба має діаметр 40 mm, і U = 200 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 120 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 20 °CD = 40 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 37,44 K
  2. 2. ΔTlm = 19,96 K
  3. 3. U = 469,6 W/(m²·K)
  4. 4. A = 16,51 m²
  5. 5. A = 0,8513 m²
  6. 6. L = 5,8 m

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