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 °C70 °C25 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 125 до 70 °C, а холодний нагрівається від 25 до 50 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 125 → 70 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Легка

У теплообміннику нагрівається етанол (0,5 kg/s, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) від 20 до 75 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 20 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT165 °C150 °C30 °C75 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 200 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 150 °C, а холодний нагрівається з 30 до 75 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 200 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 165 → 150 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT100 °C20 °C85 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 100 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 20 до 85 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 100 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 85 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT170 °C115 °C52,7 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 170 до 115 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 115 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT140 °C110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 140 до 110 °C. Вода (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 25 °C. Внутрішня труба має діаметр 40 mm, і U = 300 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 110 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 25 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 49,71 K
  2. 2. Q̇ = 67,1 kW
  3. 3. A = 6,531 m²
  4. 4. A = 4,198 m²
  5. 5. A = 1,892 m²
  6. 6. L = 5,827 m

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