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 °C85 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 20 m² і коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 110 до 85 °C, а холодний нагрівається від 25 до 45 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 20 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 85 °CTc: 25 → 45 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT130 °C110 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 110 °C, а холодний нагрівається з 25 до 85 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 130 → 110 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT170 °C95 °C140 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 460 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 170 до 95 °C, а холодний нагрівається з 10 до 140 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 460 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 170 → 95 °CTc: 10 → 140 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT90 °C55 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 240 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 90 до 55 °C, а холодний нагрівається з 30 до 70 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 240 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 55 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
5.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 = 3 m² і U = 500 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 30 °CA = 3 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT115 °C85 °C35,98 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 115 до 85 °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: 115 → 85 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 999,5 kW
  2. 2. ΔTlm = 62,89 K
  3. 3. A = 5,807 m²
  4. 4. A = 53,55 m²
  5. 5. Th,out = 73,33 °C
  6. 6. A = 1,414 m²

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