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
довжинаT100 °C65 °C15 °C55 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 65 °C, а холодний нагрівається від 15 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 100 → 65 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT140 °C125 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 140 до 125 °C, а холодний нагрівається з 10 до 80 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 140 → 125 °CTc: 10 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT140 °C80 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 610 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 140 до 80 °C, а холодний нагрівається від 25 до 50 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,8, а U = 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 610 kWF = 0,8U = 800 W/(m²·K)Th: 140 → 80 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT95 °C50 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 320 kW. Його площа теплообміну 25 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 95 до 50 °C, а холодний нагрівається від 10 до 80 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 320 kWA = 25 m²Th: 95 → 50 °CTc: 10 → 80 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT130 °C70 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 130 до 70 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 25 °C. Внутрішня труба має діаметр 50 mm, і U = 300 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 70 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT105 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 105 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 30 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 105 °CA = 2 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 35,05 K
  2. 2. ΔTlm = 84,54 K
  3. 3. A = 13,41 m²
  4. 4. U = 502,2 W/(m²·K)
  5. 5. L = 60,91 m
  6. 6. Tc,out = 82,32 °C

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