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
довжинаT125 °C50 °C?25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується від 125 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 25 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
2.Легка
довжинаT105 °C55 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 55 °C, а холодний нагрівається з 20 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 105 → 55 °CTc: 20 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT150 °C65 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 200 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 150 до 65 °C, а холодний нагрівається з 15 до 110 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 200 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 150 → 65 °CTc: 15 → 110 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT145 °C45 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 420 kW. Його площа теплообміну 10 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 145 до 45 °C, а холодний нагрівається від 15 до 40 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 420 kWA = 10 m²Th: 145 → 45 °CTc: 15 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT105 °C??10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1,5 kW/K. Гарячий потік входить при 105 °C, а холодний при 10 °C. Теплообмінник має A = 5 m² і U = 800 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT90 °C50 °C?25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 90 до 50 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 25 °C. Внутрішня труба має діаметр 50 mm, і U = 250 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. Tc,out = 58,64 °C
  2. 2. ΔTlm = 46,38 K
  3. 3. A = 8,926 m²
  4. 4. U = 1095 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 35,91 °C
  6. 6. L = 58,27 m

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