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
довжинаT120 °C60 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 60 °C, а холодний нагрівається з 15 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 120 → 60 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT175 °C40 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 2 m² і коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 175 до 40 °C, а холодний нагрівається від 20 до 100 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 2 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 175 → 40 °CTc: 20 → 100 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT145 °C100 °C135 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 480 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 100 °C, а холодний нагрівається з 15 до 135 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 480 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 145 → 100 °CTc: 15 → 135 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT135 °C60 °C10 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 80 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 135 до 60 °C, а холодний нагрівається з 10 до 50 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 80 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 135 → 60 °CTc: 10 → 50 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT155 °C110 °C?20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 155 до 110 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 20 °C. Внутрішня труба має діаметр 50 mm, і U = 150 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 110 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT115 °C70 °C18,77 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 115 до 70 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 54,39 K
  2. 2. Q̇ = 41,61 kW
  3. 3. A = 17,12 m²
  4. 4. A = 2,196 m²
  5. 5. L = 22,31 m
  6. 6. A = 0,8013 m²

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