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 kg/s, cp = 2,44 kJ/(kg·K)) від 105 до 70 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 105 → 70 °C
Q̇ = kW
2.Легка
довжинаT155 °C90 °C?15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується від 155 до 90 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 15 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 90 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT170 °C115 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 100 kW. Його площа теплообміну 12 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 170 до 115 °C, а холодний нагрівається від 20 до 95 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 100 kWA = 12 m²Th: 170 → 115 °CTc: 20 → 95 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT110 °C10 °C60 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 110 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 60 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT180 °C120 °C37,94 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 180 до 120 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 120 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT105 °C80 °C36,88 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 105 до 80 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 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: 105 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 85,4 kW
  2. 2. Tc,out = 25,89 °C
  3. 3. U = 98,5 W/(m²·K)
  4. 4. A = 3,863 m²
  5. 5. A = 2,348 m²
  6. 6. A = 1,472 m²

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