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
довжинаT170 °C115 °C145 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 170 до 115 °C, а холодний нагрівається з 30 до 145 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 170 → 115 °CTc: 30 → 145 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT145 °C125 °C30 °C95 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 145 до 125 °C, а холодний нагрівається від 30 до 95 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 145 → 125 °CTc: 30 → 95 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT130 °C65 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 100 kW. Його площа теплообміну 2,5 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 130 до 65 °C, а холодний нагрівається від 30 до 45 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 100 kWA = 2,5 m²Th: 130 → 65 °CTc: 30 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT150 °C90 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 290 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 150 до 90 °C, а холодний нагрівається від 25 до 65 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,88, а U = 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 290 kWF = 0,88U = 800 W/(m²·K)Th: 150 → 90 °CTc: 25 → 65 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT100 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 100 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 5 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 100 °CA = 5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT170 °C65 °C34,63 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 170 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 49,03 K
  2. 2. ΔTlm = 63,26 K
  3. 3. U = 804,7 W/(m²·K)
  4. 4. A = 5,525 m²
  5. 5. Tc,out = 82,06 °C
  6. 6. A = 5,145 m²

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