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
довжинаT80 °C40 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 80 до 40 °C, а холодний нагрівається з 15 до 25 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 80 → 40 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT90 °C45 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

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

Th: 90 → 45 °CTc: 20 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT165 °C145 °C155 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 420 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 145 °C, а холодний нагрівається з 15 до 155 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 420 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 145 °CTc: 15 → 155 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT160 °C55 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 560 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 160 до 55 °C, а холодний нагрівається від 30 до 65 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,8, а U = 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 560 kWF = 0,8U = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 55 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT135 °C95 °C60,14 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 135 до 95 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 95 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT90 °C60 °C45,07 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 90 до 60 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 38,05 K
  2. 2. ΔTlm = 34,03 K
  3. 3. A = 11,22 m²
  4. 4. A = 26,7 m²
  5. 5. A = 1,805 m²
  6. 6. A = 4,261 m²

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