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

У теплообміннику охолоджується етанол (0,8 kg/s, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) від 60 до 35 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,8 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 60 → 35 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT165 °C95 °C60 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 95 °C, а холодний нагрівається з 30 до 60 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 165 → 95 °CTc: 30 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT105 °C80 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 470 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 80 °C, а холодний нагрівається з 10 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 470 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 80 °CTc: 10 → 60 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT170 °C90 °C160 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 360 kW. Його площа теплообміну 5 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 170 до 90 °C, а холодний нагрівається від 25 до 160 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 360 kWA = 5 m²Th: 170 → 90 °CTc: 25 → 160 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT180 °C85 °C76,82 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 180 до 85 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 85 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT125 °C??25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1,5 kW/K. Гарячий потік входить при 125 °C, а холодний при 25 °C. Теплообмінник має A = 1,5 m² і U = 300 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 25 °CA = 1,5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 48,8 kW
  2. 2. ΔTlm = 83,41 K
  3. 3. A = 8,306 m²
  4. 4. U = 2450 W/(m²·K)
  5. 5. A = 1,916 m²
  6. 6. Th,out = 101,9 °C

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