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
довжинаT80 °C45 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 80 до 45 °C, а холодний нагрівається з 10 до 50 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 80 → 45 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT160 °C105 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 20 m² і коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 160 до 105 °C, а холодний нагрівається від 15 до 110 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 20 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 105 °CTc: 15 → 110 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT110 °C10 °C90 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 90 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 110 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 90 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT80 °C65 °C10 °C55 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 430 kW. Його площа теплообміну 3 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 80 до 65 °C, а холодний нагрівається від 10 до 55 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 430 kWA = 3 m²Th: 80 → 65 °CTc: 10 → 55 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT150 °C90 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 150 до 90 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 10 °C. Внутрішня труба має діаметр 20 mm, і U = 500 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 90 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT135 °C65 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 135 до 65 °C. Вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 32 mm, і U = 150 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 65 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 32,44 K
  2. 2. Q̇ = 1361 kW
  3. 3. A = 8,97 m²
  4. 4. U = 4649 W/(m²·K)
  5. 5. L = 21,42 m
  6. 6. L = 28,66 m

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