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.

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
довжинаT160 °C120 °C135 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 8 m² і коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 160 до 120 °C, а холодний нагрівається від 15 до 135 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 8 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 120 °CTc: 15 → 135 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT175 °C155 °C30 °C135 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 175 до 155 °C, а холодний нагрівається від 30 до 135 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 175 → 155 °CTc: 30 → 135 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT160 °C140 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 410 kW. Його площа теплообміну 2,5 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 160 до 140 °C, а холодний нагрівається від 15 до 25 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 410 kWA = 2,5 m²Th: 160 → 140 °CTc: 15 → 25 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT120 °C95 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 320 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 95 °C, а холодний нагрівається з 20 до 50 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 320 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 120 → 95 °CTc: 20 → 50 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT110 °C65 °C97,82 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 110 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 65 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT150 °C110 °C25,07 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 150 до 110 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 110 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 446 kW
  2. 2. ΔTlm = 63,1 K
  3. 3. U = 1267 W/(m²·K)
  4. 4. A = 2,944 m²
  5. 5. A = 13,11 m²
  6. 6. A = 5,625 m²

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