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
довжинаT155 °C50 °C120 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 155 до 50 °C, а холодний нагрівається з 20 до 120 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 155 → 50 °CTc: 20 → 120 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT100 °C60 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 60 °C, а холодний нагрівається від 30 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 100 → 60 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT130 °C60 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 270 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 60 °C, а холодний нагрівається з 25 до 45 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 270 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 60 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT165 °C105 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 310 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 165 до 105 °C, а холодний нагрівається від 30 до 100 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,85, а U = 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 310 kWF = 0,85U = 200 W/(m²·K)Th: 165 → 105 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT145 °C65 °C26,96 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 145 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT175 °C125 °C62,68 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 175 до 125 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 125 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 32,44 K
  2. 2. ΔTlm = 24,63 K
  3. 3. A = 5,838 m²
  4. 4. A = 26,09 m²
  5. 5. A = 4,208 m²
  6. 6. A = 4,951 m²

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