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
довжинаT100 °C40 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 100 до 40 °C, а холодний нагрівається з 10 до 85 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 100 → 40 °CTc: 10 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT80 °C60 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 80 до 60 °C, а холодний нагрівається з 20 до 60 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 80 → 60 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT140 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 65 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 140 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 65 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT110 °C30 °C85 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 30 до 85 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 110 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 85 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT80 °C55 °C24,95 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 80 до 55 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT120 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 3 m² і U = 1000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 25 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 120 °CA = 3 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 21,64 K
  2. 2. ΔTlm = 28,85 K
  3. 3. A = 4,598 m²
  4. 4. A = 16,21 m²
  5. 5. A = 1,672 m²
  6. 6. Tc,out = 73,65 °C

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