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
довжинаT120 °C85 °C10 °C75 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 120 до 85 °C, а холодний нагрівається від 10 до 75 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 120 → 85 °CTc: 10 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT125 °C85 °C25 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 125 до 85 °C, а холодний нагрівається від 25 до 50 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 125 → 85 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT105 °C90 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 120 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 90 °C, а холодний нагрівається з 20 до 80 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 120 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 90 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT110 °C10 °C75 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 75 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 110 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 75 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT135 °C50 °C100,2 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 135 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 50 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT100 °C??25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 0,5 kW/K. Гарячий потік входить при 100 °C, а холодний при 25 °C. Теплообмінник має A = 1 m² і U = 500 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 25 °CA = 1 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 41,7 K
  2. 2. ΔTlm = 61,92 K
  3. 3. A = 6,848 m²
  4. 4. A = 4,388 m²
  5. 5. A = 10,97 m²
  6. 6. Th,out = 62,5 °C

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