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 охолоджується гліколева суміш (0,5 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 80 до 45 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 80 → 45 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT140 °C100 °C100 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 1 m² і коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 140 до 100 °C, а холодний нагрівається від 15 до 100 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 1 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 100 °CTc: 15 → 100 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT155 °C120 °C10 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 350 kW. Його площа теплообміну 1 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 155 до 120 °C, а холодний нагрівається від 10 до 40 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 350 kWA = 1 m²Th: 155 → 120 °CTc: 10 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT155 °C30 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 370 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 155 до 30 °C, а холодний нагрівається з 15 до 25 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 370 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 30 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT120 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2 m² і U = 3000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 30 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 120 °CA = 2 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT145 °C??10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 2 kW/K. Гарячий потік входить при 145 °C, а холодний при 10 °C. Теплообмінник має A = 6 m² і U = 500 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 10 °CA = 6 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 63 kW
  2. 2. Q̇ = 17,91 kW
  3. 3. U = 3202 W/(m²·K)
  4. 4. A = 18,27 m²
  5. 5. Tc,out = 85,43 °C
  6. 6. Th,out = 64 °C

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