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
довжинаT95 °C60 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 60 °C, а холодний нагрівається з 20 до 50 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 95 → 60 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT100 °C70 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 100 до 70 °C, а холодний нагрівається з 20 до 70 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 100 → 70 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT130 °C85 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 400 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 130 до 85 °C, а холодний нагрівається від 20 до 100 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,88, а U = 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 400 kWF = 0,88U = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 85 °CTc: 20 → 100 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT85 °C60 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 480 kW. Його площа теплообміну 6 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 85 до 60 °C, а холодний нагрівається від 10 до 20 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 480 kWA = 6 m²Th: 85 → 60 °CTc: 10 → 20 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT150 °C80 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 150 до 80 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 50 mm, і U = 250 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 80 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT120 °C??25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1,5 kW/K. Гарячий потік входить при 120 °C, а холодний при 25 °C. Теплообмінник має A = 1,5 m² і U = 800 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 25 °CA = 1,5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 42,45 K
  2. 2. ΔTlm = 39,15 K
  3. 3. A = 12,55 m²
  4. 4. U = 1437 W/(m²·K)
  5. 5. L = 13,57 m
  6. 6. Th,out = 77,78 °C

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