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
довжинаT140 °C90 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 140 до 90 °C, а холодний нагрівається з 30 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 140 → 90 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT110 °C60 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 60 °C, а холодний нагрівається з 20 до 95 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 110 → 60 °CTc: 20 → 95 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT90 °C40 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 620 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 90 до 40 °C, а холодний нагрівається від 25 до 45 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,88, а U = 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 620 kWF = 0,88U = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 40 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT105 °C50 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 340 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 50 °C, а холодний нагрівається з 15 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 340 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 105 → 50 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT120 °C??20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 4 kW/K. Гарячий потік входить при 120 °C, а холодний при 20 °C. Теплообмінник має A = 6 m² і U = 800 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT120 °C75 °C37,94 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 120 до 75 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 71,78 K
  2. 2. ΔTlm = 25,49 K
  3. 3. A = 25,8 m²
  4. 4. A = 42,72 m²
  5. 5. Th,out = 65,45 °C
  6. 6. A = 8,317 m²

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