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.

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
довжинаT135 °C45 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 2,5 m² і коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 135 до 45 °C, а холодний нагрівається від 20 до 30 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 2,5 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 45 °CTc: 20 → 30 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT100 °C65 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 100 до 65 °C, а холодний нагрівається з 20 до 30 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 100 → 65 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT85 °C50 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 160 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 85 до 50 °C, а холодний нагрівається з 15 до 40 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 160 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 85 → 50 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT115 °C90 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 230 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 115 до 90 °C, а холодний нагрівається з 30 до 105 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 230 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 90 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT110 °C60 °C29,95 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 110 до 60 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT160 °C??30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1 kW/K. Гарячий потік входить при 160 °C, а холодний при 30 °C. Теплообмінник має A = 3 m² і U = 300 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 160 °CTc,in = 30 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 41,81 kW
  2. 2. ΔTlm = 56,58 K
  3. 3. A = 17,3 m²
  4. 4. A = 5,495 m²
  5. 5. A = 6,163 m²
  6. 6. Th,out = 98,42 °C

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