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

У теплообміннику нагрівається легка олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) від 30 до 50 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 1,5 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 30 → 50 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT120 °C90 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 90 °C, а холодний нагрівається з 25 до 85 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 120 → 90 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT115 °C75 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 490 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 115 до 75 °C, а холодний нагрівається з 10 до 20 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 490 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 75 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT165 °C40 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 30 kW. Його площа теплообміну 2,5 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 165 до 40 °C, а холодний нагрівається від 10 до 20 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 30 kWA = 2,5 m²Th: 165 → 40 °CTc: 10 → 20 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2,5 m² і U = 1000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 130 °CA = 2,5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT105 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 105 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2,5 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 25 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 105 °CA = 2,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 63 kW
  2. 2. ΔTlm = 48,46 K
  3. 3. A = 6,198 m²
  4. 4. U = 164,4 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 69,52 °C
  6. 6. Tc,out = 101 °C

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