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
довжинаT115 °C45 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 115 до 45 °C, а холодний нагрівається з 20 до 60 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 115 → 45 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT120 °C80 °C45 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 4 m² і коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 120 до 80 °C, а холодний нагрівається від 30 до 45 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 4 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 120 → 80 °CTc: 30 → 45 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT95 °C50 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 170 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 50 °C, а холодний нагрівається з 20 до 40 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 170 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 95 → 50 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT165 °C135 °C10 °C35 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 300 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 135 °C, а холодний нагрівається з 10 до 35 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 300 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 135 °CTc: 10 → 35 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT180 °C135 °C59,52 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 180 до 135 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 135 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT125 °C75 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 125 до 75 °C. Вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 10 °C. Внутрішня труба має діаметр 20 mm, і U = 400 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 75 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 38,05 K
  2. 2. Q̇ = 369,9 kW
  3. 3. A = 6,587 m²
  4. 4. A = 2,39 m²
  5. 5. A = 3,373 m²
  6. 6. L = 73,87 m

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