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
довжинаT120 °C80 °C110 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 80 °C, а холодний нагрівається з 30 до 110 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 120 → 80 °CTc: 30 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT170 °C145 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 170 до 145 °C, а холодний нагрівається з 15 до 65 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 170 → 145 °CTc: 15 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT120 °C10 °C100 °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 10 до 100 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 120 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 100 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT140 °C115 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 110 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 140 до 115 °C, а холодний нагрівається з 30 до 105 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 110 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 140 → 115 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT155 °C135 °C18,67 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 155 до 135 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 135 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT155 °C100 °C?25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 155 до 100 °C. Вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 25 °C. Внутрішня труба має діаметр 32 mm, і U = 150 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 100 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 24,85 K
  2. 2. ΔTlm = 117,1 K
  3. 3. A = 7,126 m²
  4. 4. A = 9,76 m²
  5. 5. A = 1,198 m²
  6. 6. L = 82,36 m

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