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
довжинаT110 °C45 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 20 m² і коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 110 до 45 °C, а холодний нагрівається від 20 до 60 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 20 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 45 °CTc: 20 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT145 °C65 °C135 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 65 °C, а холодний нагрівається з 30 до 135 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 145 → 65 °CTc: 30 → 135 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT120 °C80 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 240 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 80 °C, а холодний нагрівається з 15 до 40 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 240 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 80 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT165 °C120 °C15 °C80 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 210 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 120 °C, а холодний нагрівається з 15 до 80 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 210 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 165 → 120 °CTc: 15 → 80 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT155 °C65 °C65,89 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 155 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT140 °C110 °C29,49 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 140 до 110 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 110 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 577,1 kW
  2. 2. ΔTlm = 19,96 K
  3. 3. A = 11,88 m²
  4. 4. A = 1,682 m²
  5. 5. A = 15,54 m²
  6. 6. A = 1,929 m²

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