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
довжинаT90 °C40 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 90 до 40 °C, а холодний нагрівається з 20 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 90 → 40 °CTc: 20 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT160 °C95 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 160 до 95 °C, а холодний нагрівається з 20 до 50 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 160 → 95 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT175 °C140 °C140 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 780 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 175 до 140 °C, а холодний нагрівається від 20 до 140 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,8, а U = 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 780 kWF = 0,8U = 300 W/(m²·K)Th: 175 → 140 °CTc: 20 → 140 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT130 °C95 °C10 °C60 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 120 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 95 °C, а холодний нагрівається з 10 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 120 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 10 → 60 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT85 °C??20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 3 kW/K. Гарячий потік входить при 85 °C, а холодний при 20 °C. Теплообмінник має A = 6 m² і U = 500 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT110 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2,5 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 110 °CA = 2,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 30,83 K
  2. 2. ΔTlm = 91,39 K
  3. 3. A = 47,11 m²
  4. 4. A = 3,479 m²
  5. 5. Th,out = 52,5 °C
  6. 6. Tc,out = 89,82 °C

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