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
довжинаT115 °C30 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 115 до 30 °C, а холодний нагрівається з 15 до 75 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 115 → 30 °CTc: 15 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT150 °C135 °C100 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 150 до 135 °C, а холодний нагрівається з 15 до 100 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 150 → 135 °CTc: 15 → 100 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT125 °C65 °C30 °C60 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 260 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 125 до 65 °C, а холодний нагрівається з 30 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 260 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 65 °CTc: 30 → 60 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT100 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 100 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 20 до 65 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 100 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 65 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT95 °C??25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1 kW/K. Гарячий потік входить при 95 °C, а холодний при 25 °C. Теплообмінник має A = 3 m² і U = 300 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 25 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT180 °C130 °C46,75 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 180 до 130 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 130 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 25,49 K
  2. 2. ΔTlm = 79,96 K
  3. 3. A = 10,63 m²
  4. 4. A = 10,37 m²
  5. 5. Th,out = 61,84 °C
  6. 6. A = 0,9065 m²

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