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
довжинаT145 °C105 °C120 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 145 до 105 °C, а холодний нагрівається з 20 до 120 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 145 → 105 °CTc: 20 → 120 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT80 °C45 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 80 до 45 °C, а холодний нагрівається від 20 до 40 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 80 → 45 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT100 °C85 °C10 °C60 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 380 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 100 до 85 °C, а холодний нагрівається з 10 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 380 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 85 °CTc: 10 → 60 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT90 °C45 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 200 kW. Його площа теплообміну 20 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 90 до 45 °C, а холодний нагрівається від 30 до 55 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 200 kWA = 20 m²Th: 90 → 45 °CTc: 30 → 55 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT95 °C??15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 3 kW/K. Гарячий потік входить при 95 °C, а холодний при 15 °C. Теплообмінник має A = 1,5 m² і U = 800 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 15 °CA = 1,5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT140 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 3 m² і U = 3000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 140 °CA = 3 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 49,03 K
  2. 2. ΔTlm = 22,13 K
  3. 3. A = 37,44 m²
  4. 4. U = 423,6 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 72,14 °C
  6. 6. Tc,out = 81,46 °C

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