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
довжинаT125 °C90 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 125 до 90 °C, а холодний нагрівається з 15 до 60 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 125 → 90 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT95 °C50 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 50 °C, а холодний нагрівається з 30 до 70 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 95 → 50 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT170 °C90 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 430 kW. Його площа теплообміну 6 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 170 до 90 °C, а холодний нагрівається від 10 до 75 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 430 kWA = 6 m²Th: 170 → 90 °CTc: 10 → 75 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT100 °C40 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 270 kW. Його площа теплообміну 20 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 100 до 40 °C, а холодний нагрівається від 15 до 30 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 270 kWA = 20 m²Th: 100 → 40 °CTc: 15 → 30 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT120 °C60 °C73,83 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 120 до 60 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 60 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT130 °C??15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 0,5 kW/K. Гарячий потік входить при 130 °C, а холодний при 15 °C. Теплообмінник має A = 1,5 m² і U = 500 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 130 °CTc,in = 15 °CA = 1,5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 69,88 K
  2. 2. ΔTlm = 22,41 K
  3. 3. U = 821,1 W/(m²·K)
  4. 4. U = 385,2 W/(m²·K)
  5. 5. A = 5,231 m²
  6. 6. Th,out = 61 °C

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