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
довжинаT95 °C30 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 30 °C, а холодний нагрівається з 10 до 70 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 95 → 30 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Легка

У теплообміннику нагрівається гліколева суміш (1,5 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 10 до 90 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 1,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 10 → 90 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT130 °C20 °C75 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 20 до 75 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 130 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 75 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT130 °C100 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 40 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 100 °C, а холодний нагрівається з 30 до 90 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 40 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 100 °CTc: 30 → 90 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT135 °C110 °C38,84 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 135 до 110 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 110 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT95 °C??15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1 kW/K. Гарячий потік входить при 95 °C, а холодний при 15 °C. Теплообмінник має A = 6 m² і U = 200 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 15 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 22,41 K
  2. 2. Q̇ = 432 kW
  3. 3. A = 4,636 m²
  4. 4. A = 2,487 m²
  5. 5. A = 4,232 m²
  6. 6. Th,out = 51,36 °C

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