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
довжинаT120 °C60 °C110 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 60 °C, а холодний нагрівається з 30 до 110 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 120 → 60 °CTc: 30 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT130 °C85 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 85 °C, а холодний нагрівається з 15 до 75 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 130 → 85 °CTc: 15 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT170 °C75 °C155 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 150 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 170 до 75 °C, а холодний нагрівається з 20 до 155 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 150 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 75 °CTc: 20 → 155 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT165 °C50 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 750 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 165 до 50 °C, а холодний нагрівається від 25 до 75 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,95, а U = 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 750 kWF = 0,95U = 500 W/(m²·K)Th: 165 → 50 °CTc: 25 → 75 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT140 °C90 °C?25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 140 до 90 °C. Вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 25 °C. Внутрішня труба має діаметр 20 mm, і U = 500 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 90 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT110 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 8 m² і U = 2000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 10 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 110 °CA = 8 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 18,2 K
  2. 2. ΔTlm = 62,2 K
  3. 3. A = 6,09 m²
  4. 4. A = 31,12 m²
  5. 5. L = 21,77 m
  6. 6. Tc,out = 82,08 °C

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