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
довжинаT120 °C55 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 55 °C, а холодний нагрівається з 30 до 75 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 120 → 55 °CTc: 30 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT180 °C55 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 180 до 55 °C, а холодний нагрівається з 15 до 40 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 180 → 55 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT170 °C125 °C10 °C105 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 20 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 170 до 125 °C, а холодний нагрівається з 10 до 105 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 20 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 125 °CTc: 10 → 105 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT140 °C30 °C80 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 30 до 80 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 140 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 80 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT180 °C125 °C130,5 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 180 до 125 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 125 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT120 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2 m² і U = 3000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 10 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 120 °CA = 2 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 34,03 K
  2. 2. ΔTlm = 79,82 K
  3. 3. A = 0,5941 m²
  4. 4. A = 2,172 m²
  5. 5. A = 3,913 m²
  6. 6. Tc,out = 93,82 °C

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