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
довжинаT130 °C30 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 30 °C, а холодний нагрівається з 10 до 70 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 130 → 30 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT115 °C30 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 0,5 m² і коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 115 до 30 °C, а холодний нагрівається від 15 до 75 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 0,5 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 115 → 30 °CTc: 15 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT135 °C100 °C115 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 310 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 135 до 100 °C, а холодний нагрівається з 30 до 115 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 310 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 135 → 100 °CTc: 30 → 115 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT150 °C40 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 460 kW. Його площа теплообміну 4 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 150 до 40 °C, а холодний нагрівається від 15 до 35 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 460 kWA = 4 m²Th: 150 → 40 °CTc: 15 → 35 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT110 °C50 °C33,25 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 110 до 50 °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 = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT155 °C125 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,8 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 155 до 125 °C. Вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 10 °C. Внутрішня труба має діаметр 50 mm, і U = 200 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 125 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 36,41 K
  2. 2. Q̇ = 10,2 kW
  3. 3. A = 15,53 m²
  4. 4. U = 2916 W/(m²·K)
  5. 5. A = 1,496 m²
  6. 6. L = 14,26 m

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