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 нагрівається гліколева суміш (1,5 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 20 до 60 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 1,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 20 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT135 °C85 °C125 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 2 m² і коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 135 до 85 °C, а холодний нагрівається від 30 до 125 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 2 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 135 → 85 °CTc: 30 → 125 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT155 °C80 °C140 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 470 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 155 до 80 °C, а холодний нагрівається з 25 до 140 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 470 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 155 → 80 °CTc: 25 → 140 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT155 °C115 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 230 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 155 до 115 °C, а холодний нагрівається від 10 до 30 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,88, а U = 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 230 kWF = 0,88U = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 115 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT100 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 100 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2,5 m² і U = 1500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 30 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 100 °CA = 2,5 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT140 °C??20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1,5 kW/K. Гарячий потік входить при 140 °C, а холодний при 20 °C. Теплообмінник має A = 2 m² і U = 800 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 20 °CA = 2 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 216 kW
  2. 2. Q̇ = 26,4 kW
  3. 3. A = 15,27 m²
  4. 4. A = 7,595 m²
  5. 5. Tc,out = 55,3 °C
  6. 6. Th,out = 78,06 °C

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