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
довжинаT110 °C60 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 60 °C, а холодний нагрівається з 25 до 80 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 110 → 60 °CTc: 25 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT80 °C40 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 80 до 40 °C, а холодний нагрівається з 20 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 80 → 40 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT150 °C95 °C25 °C85 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 50 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 150 до 95 °C, а холодний нагрівається з 25 до 85 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 50 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 95 °CTc: 25 → 85 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT155 °C60 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 370 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 155 до 60 °C, а холодний нагрівається від 30 до 65 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,9, а U = 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 370 kWF = 0,9U = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 60 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT80 °C??20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1,5 kW/K. Гарячий потік входить при 80 °C, а холодний при 20 °C. Теплообмінник має A = 5 m² і U = 300 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT100 °C60 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 100 до 60 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 20 °C. Внутрішня труба має діаметр 40 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: 100 → 60 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 20 °CD = 40 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 32,44 K
  2. 2. ΔTlm = 22,41 K
  3. 3. A = 3,66 m²
  4. 4. A = 25,09 m²
  5. 5. Th,out = 50 °C
  6. 6. L = 22,82 m

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