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
довжинаT135 °C115 °C15 °C95 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 135 до 115 °C, а холодний нагрівається від 15 до 95 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 135 → 115 °CTc: 15 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT155 °C95 °C?25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується від 155 до 95 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 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 = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 95 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT105 °C55 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 110 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 55 °C, а холодний нагрівається з 25 до 45 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 110 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 55 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT100 °C55 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 310 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 55 °C, а холодний нагрівається від 20 до 60 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,88, а U = 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 310 kWF = 0,88U = 300 W/(m²·K)Th: 100 → 55 °CTc: 20 → 60 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT105 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 105 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 1,5 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 105 °CA = 1,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT105 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 105 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 4 m² і U = 1500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 105 °CA = 4 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 55,81 K
  2. 2. Tc,out = 69,02 °C
  3. 3. A = 6,535 m²
  4. 4. A = 31,36 m²
  5. 5. Tc,out = 58,26 °C
  6. 6. Tc,out = 84,77 °C

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