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
довжинаT130 °C60 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 60 °C, а холодний нагрівається з 25 до 85 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 130 → 60 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT140 °C105 °C?20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується від 140 до 105 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 20 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 105 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT110 °C50 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 340 kW. Його площа теплообміну 20 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 110 до 50 °C, а холодний нагрівається від 20 до 60 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 340 kWA = 20 m²Th: 110 → 50 °CTc: 20 → 60 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT155 °C75 °C125 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 230 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 155 до 75 °C, а холодний нагрівається з 15 до 125 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 230 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 155 → 75 °CTc: 15 → 125 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT130 °C75 °C?20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 130 до 75 °C. Вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 20 °C. Внутрішня труба має діаметр 50 mm, і U = 200 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 75 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT80 °C50 °C54,76 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 80 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 39,79 K
  2. 2. Tc,out = 77,78 °C
  3. 3. U = 434,2 W/(m²·K)
  4. 4. A = 6,643 m²
  5. 5. L = 53,51 m
  6. 6. A = 5,745 m²

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