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 охолоджується етанол (0,2 kg/s, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) від 70 до 55 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 70 → 55 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT130 °C85 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 85 °C, а холодний нагрівається з 20 до 90 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 130 → 85 °CTc: 20 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT105 °C75 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 70 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 75 °C, а холодний нагрівається з 10 до 90 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 70 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 105 → 75 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT110 °C70 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 370 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 70 °C, а холодний нагрівається з 10 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 370 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 70 °CTc: 10 → 60 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT180 °C55 °C64,84 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 180 до 55 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT105 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 105 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 3 m² і U = 1500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 30 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 105 °CA = 3 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 7,32 kW
  2. 2. ΔTlm = 51,49 K
  3. 3. A = 6,843 m²
  4. 4. A = 8,432 m²
  5. 5. A = 8,793 m²
  6. 6. Tc,out = 68,41 °C

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