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 °C40 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 40 °C, а холодний нагрівається з 25 до 105 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 165 → 40 °CTc: 25 → 105 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT120 °C90 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 90 °C, а холодний нагрівається з 10 до 50 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 120 → 90 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT140 °C110 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 330 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 140 до 110 °C, а холодний нагрівається з 20 до 45 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 330 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 140 → 110 °CTc: 20 → 45 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT125 °C45 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 150 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 125 до 45 °C, а холодний нагрівається з 30 до 105 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 150 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 125 → 45 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT115 °C85 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 115 до 85 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 10 °C. Внутрішня труба має діаметр 40 mm, і U = 300 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 85 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT95 °C55 °C47,01 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 95 до 55 °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 = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 32,46 K
  2. 2. ΔTlm = 74,89 K
  3. 3. A = 4,461 m²
  4. 4. A = 43,15 m²
  5. 5. L = 4,42 m
  6. 6. A = 4,805 m²

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