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
довжинаT80 °C65 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 80 до 65 °C, а холодний нагрівається з 25 до 35 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 80 → 65 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT110 °C95 °C20 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 110 до 95 °C, а холодний нагрівається від 20 до 50 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 110 → 95 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT120 °C105 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 360 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 105 °C, а холодний нагрівається з 15 до 110 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 360 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 120 → 105 °CTc: 15 → 110 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT175 °C80 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 240 kW. Його площа теплообміну 6 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 175 до 80 °C, а холодний нагрівається від 25 до 80 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 240 kWA = 6 m²Th: 175 → 80 °CTc: 25 → 80 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT85 °C55 °C26,51 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 85 до 55 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT105 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 105 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 1,5 m² і U = 2000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 30 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 105 °CA = 1,5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 42,45 K
  2. 2. ΔTlm = 64,92 K
  3. 3. A = 6,592 m²
  4. 4. U = 546,5 W/(m²·K)
  5. 5. A = 1,788 m²
  6. 6. Tc,out = 87,15 °C

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