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
довжинаT165 °C85 °C155 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 2,5 m² і коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 165 до 85 °C, а холодний нагрівається від 15 до 155 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 2,5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 165 → 85 °CTc: 15 → 155 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT95 °C65 °C25 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 95 до 65 °C, а холодний нагрівається від 25 до 50 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 95 → 65 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT110 °C80 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 500 kW. Його площа теплообміну 4 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 110 до 80 °C, а холодний нагрівається від 30 до 40 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 500 kWA = 4 m²Th: 110 → 80 °CTc: 30 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT105 °C30 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 350 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 30 °C, а холодний нагрівається з 10 до 40 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 350 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 105 → 30 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT175 °C35 °C37,91 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 175 до 35 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 35 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT135 °C100 °C40,93 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 135 до 100 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 100 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 15,42 kW
  2. 2. ΔTlm = 35,7 K
  3. 3. U = 2103 W/(m²·K)
  4. 4. A = 30,56 m²
  5. 5. A = 6,642 m²
  6. 6. A = 5,038 m²

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