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 (1,2 kg/s, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) від 75 до 60 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 75 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT150 °C115 °C?30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується від 150 до 115 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 30 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 115 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT110 °C75 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 230 kW. Його площа теплообміну 25 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 110 до 75 °C, а холодний нагрівається від 20 до 65 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 230 kWA = 25 m²Th: 110 → 75 °CTc: 20 → 65 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT115 °C100 °C105 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 240 kW. Його площа теплообміну 20 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 115 до 100 °C, а холодний нагрівається від 20 до 105 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 240 kWA = 20 m²Th: 115 → 100 °CTc: 20 → 105 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT95 °C75 °C47,01 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 95 до 75 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT85 °C45 °C42,94 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 85 до 45 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 43,92 kW
  2. 2. Tc,out = 92,8 °C
  3. 3. U = 252,7 W/(m²·K)
  4. 4. U = 356,5 W/(m²·K)
  5. 5. A = 0,626 m²
  6. 6. A = 10,11 m²

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