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
довжинаT85 °C30 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 20 m² і коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 85 до 30 °C, а холодний нагрівається від 15 до 35 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 20 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 30 °CTc: 15 → 35 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT150 °C80 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 150 до 80 °C, а холодний нагрівається з 20 до 85 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 150 → 80 °CTc: 20 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT105 °C30 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 230 kW. Його площа теплообміну 8 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 105 до 30 °C, а холодний нагрівається від 15 до 25 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 230 kWA = 8 m²Th: 105 → 30 °CTc: 15 → 25 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT120 °C30 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 350 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 120 до 30 °C, а холодний нагрівається від 10 до 75 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,8, а U = 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 350 kWF = 0,8U = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 30 °CTc: 10 → 75 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT120 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2 m² і U = 2000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 120 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 5 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 25 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 110 °CA = 5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 872,1 kW
  2. 2. ΔTlm = 62,47 K
  3. 3. U = 977,6 W/(m²·K)
  4. 4. A = 47,3 m²
  5. 5. Tc,out = 105,2 °C
  6. 6. Tc,out = 90,94 °C

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