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
довжинаT145 °C120 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 145 до 120 °C, а холодний нагрівається від 25 до 40 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 145 → 120 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT155 °C45 °C140 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 155 до 45 °C, а холодний нагрівається з 15 до 140 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 155 → 45 °CTc: 15 → 140 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT110 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 30 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 110 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT140 °C100 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 180 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 140 до 100 °C, а холодний нагрівається з 10 до 25 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 180 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 140 → 100 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT175 °C155 °C26,96 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 175 до 155 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 155 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 1,5 m² і U = 2000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 25 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 110 °CA = 1,5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 98,65 K
  2. 2. ΔTlm = 21,64 K
  3. 3. A = 2,798 m²
  4. 4. A = 1,765 m²
  5. 5. A = 1,736 m²
  6. 6. Tc,out = 50,63 °C

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