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
довжинаT110 °C70 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 110 до 70 °C, а холодний нагрівається від 10 до 30 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 110 → 70 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Легка

У теплообміннику нагрівається гліколева суміш (0,8 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 25 до 40 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,8 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 25 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT110 °C45 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 450 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 45 °C, а холодний нагрівається з 20 до 30 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 450 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 45 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT170 °C85 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 330 kW. Його площа теплообміну 6 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 170 до 85 °C, а холодний нагрівається від 10 до 65 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 330 kWA = 6 m²Th: 170 → 85 °CTc: 10 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT105 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 105 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2,5 m² і U = 1500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 105 °CA = 2,5 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT155 °C120 °C53,52 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 155 до 120 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 120 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 65,48 K
  2. 2. Q̇ = 43,2 kW
  3. 3. A = 19,03 m²
  4. 4. U = 816,9 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 90,87 °C
  6. 6. A = 0,7798 m²

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