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

У теплообміннику охолоджується етанол (2,5 kg/s, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) від 120 до 40 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 120 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT135 °C80 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 135 до 80 °C, а холодний нагрівається з 30 до 70 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 135 → 80 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT120 °C65 °C25 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 390 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 65 °C, а холодний нагрівається з 25 до 50 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 390 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 65 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT85 °C40 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 100 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 85 до 40 °C, а холодний нагрівається з 15 до 25 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 100 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 40 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT115 °C80 °C58,52 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 115 до 80 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 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 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 80 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT85 °C??30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 4 kW/K. Гарячий потік входить при 85 °C, а холодний при 30 °C. Теплообмінник має A = 5 m² і U = 500 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 30 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 488 kW
  2. 2. ΔTlm = 57,17 K
  3. 3. A = 29,99 m²
  4. 4. A = 1,668 m²
  5. 5. A = 4,609 m²
  6. 6. Th,out = 63,85 °C

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