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
довжинаT160 °C110 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 160 до 110 °C, а холодний нагрівається з 10 до 25 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 160 → 110 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT100 °C65 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 65 °C, а холодний нагрівається від 25 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 100 → 65 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT135 °C70 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 130 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 135 до 70 °C, а холодний нагрівається від 30 до 100 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,9, а U = 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 130 kWF = 0,9U = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 70 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT170 °C80 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 390 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 170 до 80 °C, а холодний нагрівається з 20 до 80 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 390 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 170 → 80 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT105 °C50 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 105 до 50 °C. Вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 10 °C. Внутрішня труба має діаметр 50 mm, і U = 250 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 50 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 10 °CD = 50 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT85 °C45 °C40,1 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 85 до 45 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 85 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 116,6 K
  2. 2. ΔTlm = 41,61 K
  3. 3. A = 12,86 m²
  4. 4. A = 3,514 m²
  5. 5. L = 36,76 m
  6. 6. A = 9,886 m²

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