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

У теплообміннику охолоджується етанол (3 kg/s, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) від 90 до 55 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 90 → 55 °C
Q̇ = kW
2.Легка

У теплообміннику нагрівається гліколева суміш (2,5 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 25 до 40 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 25 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT120 °C100 °C20 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 310 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 100 °C, а холодний нагрівається з 20 до 50 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 310 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 100 °CTc: 20 → 50 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT130 °C55 °C115 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 250 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 55 °C, а холодний нагрівається з 30 до 115 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 250 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 55 °CTc: 30 → 115 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT175 °C??20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 2 kW/K. Гарячий потік входить при 175 °C, а холодний при 20 °C. Теплообмінник має A = 1,5 m² і U = 500 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 175 °CTc,in = 20 °CA = 1,5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT120 °C65 °C47,89 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 120 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 65 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 256,2 kW
  2. 2. Q̇ = 135 kW
  3. 3. A = 21,49 m²
  4. 4. A = 12,77 m²
  5. 5. Th,out = 132,7 °C
  6. 6. A = 5,693 m²

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