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 °C100 °C110 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 125 до 100 °C, а холодний нагрівається з 30 до 110 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 125 → 100 °CTc: 30 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Легка

У теплообміннику нагрівається гліколева суміш (0,5 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 25 до 80 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 25 → 80 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT110 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 30 до 45 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 110 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 45 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT175 °C130 °C25 °C95 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 190 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 175 до 130 °C, а холодний нагрівається з 25 до 95 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 190 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 130 °CTc: 25 → 95 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT140 °C115 °C31,28 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 140 до 115 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 115 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT120 °C35 °C22,8 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 120 до 35 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 35 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 35,7 K
  2. 2. Q̇ = 99 kW
  3. 3. A = 0,2893 m²
  4. 4. A = 2,404 m²
  5. 5. A = 0,53 m²
  6. 6. A = 2,002 m²

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