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
довжинаT155 °C45 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 155 до 45 °C, а холодний нагрівається з 15 до 65 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 155 → 45 °CTc: 15 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT110 °C60 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 8 m² і коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 110 до 60 °C, а холодний нагрівається від 20 до 75 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 8 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 60 °CTc: 20 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT100 °C25 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 490 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 25 °C, а холодний нагрівається від 10 до 80 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,88, а U = 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 490 kWF = 0,88U = 500 W/(m²·K)Th: 100 → 25 °CTc: 10 → 80 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT180 °C165 °C25 °C85 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 210 kW. Його площа теплообміну 2 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 180 до 165 °C, а холодний нагрівається від 25 до 85 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 210 kWA = 2 m²Th: 180 → 165 °CTc: 25 → 85 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT140 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 1,5 m² і U = 1500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 15 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 140 °CA = 1,5 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT175 °C130 °C22,38 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 175 до 130 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 130 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 54,61 K
  2. 2. Q̇ = 239,6 kW
  3. 3. A = 64,07 m²
  4. 4. U = 926 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 67,03 °C
  6. 6. A = 5,722 m²

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