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
довжинаT150 °C125 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 150 до 125 °C, а холодний нагрівається з 25 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 150 → 125 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT145 °C130 °C10 °C110 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 145 до 130 °C, а холодний нагрівається від 10 до 110 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 145 → 130 °CTc: 10 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT120 °C25 °C75 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 25 до 75 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 120 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 75 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT95 °C75 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 280 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 75 °C, а холодний нагрівається з 10 до 25 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 280 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 75 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT140 °C85 °C130,5 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 140 до 85 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT155 °C95 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 155 до 95 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 10 °C. Внутрішня труба має діаметр 40 mm, і U = 300 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 95 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 102,5 K
  2. 2. ΔTlm = 60,22 K
  3. 3. A = 3,748 m²
  4. 4. A = 8,3 m²
  5. 5. A = 16,02 m²
  6. 6. L = 7,214 m

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