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
довжинаT90 °C35 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 90 до 35 °C, а холодний нагрівається з 20 до 35 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 90 → 35 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT175 °C50 °C160 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 175 до 50 °C, а холодний нагрівається з 30 до 160 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 175 → 50 °CTc: 30 → 160 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT145 °C100 °C10 °C85 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 190 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 100 °C, а холодний нагрівається з 10 до 85 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 190 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 145 → 100 °CTc: 10 → 85 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT80 °C55 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 440 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 80 до 55 °C, а холодний нагрівається з 20 до 35 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 440 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 80 → 55 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT140 °C75 °C54,16 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 140 до 75 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 75 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT90 °C??10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1,5 kW/K. Гарячий потік входить при 90 °C, а холодний при 10 °C. Теплообмінник має A = 2 m² і U = 500 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 90 °CTc,in = 10 °CA = 2 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 30,79 K
  2. 2. ΔTlm = 17,38 K
  3. 3. A = 4,349 m²
  4. 4. A = 13,82 m²
  5. 5. A = 4,595 m²
  6. 6. Th,out = 58 °C

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