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.

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 °C135 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується від 170 до 135 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 10 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 135 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Легка
довжинаT105 °C65 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 65 °C, а холодний нагрівається з 30 до 85 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 105 → 65 °CTc: 30 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT120 °C100 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 430 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 100 °C, а холодний нагрівається з 10 до 80 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 430 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 100 °CTc: 10 → 80 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT165 °C95 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 20 kW. Його площа теплообміну 4 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 165 до 95 °C, а холодний нагрівається від 25 до 50 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 20 kWA = 4 m²Th: 165 → 95 °CTc: 25 → 50 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT140 °C??15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1 kW/K. Гарячий потік входить при 140 °C, а холодний при 15 °C. Теплообмінник має A = 5 m² і U = 200 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT90 °C60 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 90 до 60 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 32 mm, і U = 300 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. Tc,out = 23,19 °C
  2. 2. ΔTlm = 26,8 K
  3. 3. A = 8,717 m²
  4. 4. U = 55,16 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 77,5 °C
  6. 6. L = 14,28 m

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