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
довжинаT160 °C35 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 160 до 35 °C, а холодний нагрівається з 10 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 160 → 35 °CTc: 10 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT170 °C115 °C?20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується від 170 до 115 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,8 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 20 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 115 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT165 °C125 °C10 °C90 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 280 kW. Його площа теплообміну 6 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 165 до 125 °C, а холодний нагрівається від 10 до 90 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 280 kWA = 6 m²Th: 165 → 125 °CTc: 10 → 90 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT95 °C80 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 490 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 80 °C, а холодний нагрівається з 30 до 65 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 490 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 80 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT100 °C65 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 100 до 65 °C. Вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 20 °C. Внутрішня труба має діаметр 25 mm, і U = 400 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 65 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT175 °C90 °C36,95 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 175 до 90 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 90 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 58,98 K
  2. 2. Tc,out = 40,56 °C
  3. 3. U = 578,7 W/(m²·K)
  4. 4. A = 25,03 m²
  5. 5. L = 7,978 m
  6. 6. A = 1,414 m²

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