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 гліколева суміш (0,8 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 25 до 85 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,8 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 25 → 85 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT140 °C40 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 140 до 40 °C, а холодний нагрівається з 20 до 100 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 140 → 40 °CTc: 20 → 100 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT135 °C70 °C110 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 200 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 135 до 70 °C, а холодний нагрівається від 25 до 110 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,9, а U = 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 200 kWF = 0,9U = 500 W/(m²·K)Th: 135 → 70 °CTc: 25 → 110 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT95 °C60 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 190 kW. Його площа теплообміну 2,5 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 95 до 60 °C, а холодний нагрівається від 30 до 55 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 190 kWA = 2,5 m²Th: 95 → 60 °CTc: 30 → 55 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT95 °C55 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,8 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 95 до 55 °C. Вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 50 mm, і U = 150 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 55 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT180 °C??15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 3 kW/K. Гарячий потік входить при 180 °C, а холодний при 15 °C. Теплообмінник має A = 2 m² і U = 500 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 180 °CTc,in = 15 °CA = 2 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 172,8 kW
  2. 2. ΔTlm = 28,85 K
  3. 3. A = 13,06 m²
  4. 4. U = 3249 W/(m²·K)
  5. 5. L = 75,17 m
  6. 6. Th,out = 138,8 °C

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