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
довжинаT110 °C65 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 65 °C, а холодний нагрівається з 30 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 110 → 65 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT140 °C65 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 140 до 65 °C, а холодний нагрівається з 25 до 70 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 140 → 65 °CTc: 25 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT175 °C120 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 180 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 175 до 120 °C, а холодний нагрівається від 20 до 85 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,8, а U = 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 180 kWF = 0,8U = 800 W/(m²·K)Th: 175 → 120 °CTc: 20 → 85 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT90 °C55 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 50 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 90 до 55 °C, а холодний нагрівається з 15 до 75 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 50 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 55 °CTc: 15 → 75 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT130 °C75 °C?15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 130 до 75 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 32 mm, і U = 250 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT130 °C85 °C46,96 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 130 до 85 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 44,25 K
  2. 2. ΔTlm = 53,61 K
  3. 3. A = 2,963 m²
  4. 4. A = 9,808 m²
  5. 5. L = 66,15 m
  6. 6. A = 10,41 m²

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