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
довжинаT125 °C25 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 125 до 25 °C, а холодний нагрівається з 10 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 125 → 25 °CTc: 10 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT160 °C85 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 160 до 85 °C, а холодний нагрівається з 20 до 90 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 160 → 85 °CTc: 20 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT145 °C110 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 150 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 110 °C, а холодний нагрівається з 15 до 35 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 150 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 145 → 110 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT115 °C75 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 50 kW. Його площа теплообміну 5 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 115 до 75 °C, а холодний нагрівається від 30 до 90 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 50 kWA = 5 m²Th: 115 → 75 °CTc: 30 → 90 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT180 °C65 °C51,09 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 180 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT130 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2,5 m² і U = 3000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 30 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 130 °CA = 2,5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 38,83 K
  2. 2. ΔTlm = 67,47 K
  3. 3. A = 0,9774 m²
  4. 4. U = 293,9 W/(m²·K)
  5. 5. A = 4,59 m²
  6. 6. Tc,out = 113,4 °C

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