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
довжинаT115 °C25 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 115 до 25 °C, а холодний нагрівається з 10 до 35 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 115 → 25 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT90 °C45 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 90 до 45 °C, а холодний нагрівається з 30 до 40 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 90 → 45 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT110 °C80 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 110 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 80 °C, а холодний нагрівається з 20 до 35 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 110 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 80 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT140 °C45 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 480 kW. Його площа теплообміну 10 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 140 до 45 °C, а холодний нагрівається від 30 до 40 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 480 kWA = 10 m²Th: 140 → 45 °CTc: 30 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT90 °C50 °C?25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 90 до 50 °C. Вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 25 °C. Внутрішня труба має діаметр 50 mm, і U = 300 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT120 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 5 m² і U = 2000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 25 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 120 °CA = 5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 38,83 K
  2. 2. ΔTlm = 29,07 K
  3. 3. A = 5,455 m²
  4. 4. U = 1071 W/(m²·K)
  5. 5. L = 71,3 m
  6. 6. Tc,out = 77,2 °C

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