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
довжинаT105 °C60 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 60 °C, а холодний нагрівається з 10 до 70 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 105 → 60 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT160 °C30 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 160 до 30 °C, а холодний нагрівається з 15 до 110 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 160 → 30 °CTc: 15 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT95 °C75 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 80 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 75 °C, а холодний нагрівається з 10 до 65 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 80 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 95 → 75 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT100 °C10 °C90 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 100 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 90 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 100 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 90 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT120 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 1 m² і U = 1500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 120 °CA = 1 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT130 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 3 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 10 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 130 °CA = 3 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 42,06 K
  2. 2. ΔTlm = 29,07 K
  3. 3. A = 2,853 m²
  4. 4. A = 3,674 m²
  5. 5. Tc,out = 71,21 °C
  6. 6. Tc,out = 81,07 °C

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