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
довжинаT180 °C105 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 180 до 105 °C, а холодний нагрівається з 15 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 180 → 105 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT105 °C30 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 30 °C, а холодний нагрівається з 10 до 45 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 105 → 30 °CTc: 10 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT115 °C75 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 130 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 115 до 75 °C, а холодний нагрівається з 15 до 45 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 130 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 75 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT145 °C40 °C115 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 760 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 145 до 40 °C, а холодний нагрівається від 20 до 115 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,9, а U = 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 760 kWF = 0,9U = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 40 °CTc: 20 → 115 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT80 °C40 °C43,92 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 80 до 40 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT110 °C50 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 110 до 50 °C. Вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 10 °C. Внутрішня труба має діаметр 25 mm, і U = 300 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 50 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 106,5 K
  2. 2. ΔTlm = 36,41 K
  3. 3. A = 2,236 m²
  4. 4. A = 34,24 m²
  5. 5. A = 4,893 m²
  6. 6. L = 158,7 m

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