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 °C70 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 70 °C, а холодний нагрівається з 20 до 95 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 120 → 70 °CTc: 20 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT160 °C145 °C15 °C85 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 160 до 145 °C, а холодний нагрівається від 15 до 85 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 160 → 145 °CTc: 15 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT120 °C20 °C50 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 20 до 50 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 120 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 50 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT165 °C100 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 160 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 100 °C, а холодний нагрівається з 30 до 85 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 160 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 100 °CTc: 30 → 85 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT110 °C50 °C17,54 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 110 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT95 °C55 °C42,01 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 95 до 55 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 36,07 K
  2. 2. ΔTlm = 96,33 K
  3. 3. A = 1,118 m²
  4. 4. A = 2,671 m²
  5. 5. A = 5,031 m²
  6. 6. A = 4,242 m²

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