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 °C95 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 95 °C, а холодний нагрівається з 15 до 25 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 145 → 95 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT170 °C45 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 170 до 45 °C, а холодний нагрівається з 10 до 30 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 170 → 45 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT140 °C60 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 70 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 140 до 60 °C, а холодний нагрівається від 15 до 30 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,95, а U = 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 70 kWF = 0,95U = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 60 °CTc: 15 → 30 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT130 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 25 до 55 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 130 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 55 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT105 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 105 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 4 m² і U = 1000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 105 °CA = 4 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 6 m² і U = 1000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 25 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 110 °CA = 6 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 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 = 75,74 K
  3. 3. A = 3,377 m²
  4. 4. A = 2,813 m²
  5. 5. Tc,out = 92,46 °C
  6. 6. Tc,out = 77,35 °C

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