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
довжинаT175 °C150 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 175 до 150 °C, а холодний нагрівається з 20 до 75 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 175 → 150 °CTc: 20 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT90 °C60 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 2 m² і коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 90 до 60 °C, а холодний нагрівається від 10 до 35 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 2 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 90 → 60 °CTc: 10 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT95 °C45 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 30 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 45 °C, а холодний нагрівається з 10 до 65 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 30 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 95 → 45 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT140 °C20 °C130 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 20 до 130 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 140 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 130 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT125 °C95 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,8 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 125 до 95 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 10 °C. Внутрішня труба має діаметр 20 mm, і U = 250 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 95 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT140 °C60 °C68,69 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 140 до 60 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 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 = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 114,3 K
  2. 2. Q̇ = 83,94 kW
  3. 3. A = 0,9249 m²
  4. 4. A = 4,155 m²
  5. 5. L = 43,08 m
  6. 6. A = 30,65 m²

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