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.

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
довжинаT160 °C50 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 10 m² і коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 160 до 50 °C, а холодний нагрівається від 15 до 90 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 10 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 50 °CTc: 15 → 90 °C
Q̇ = kW
2.Легка

У теплообміннику охолоджується гліколева суміш (0,8 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 115 до 75 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 0,8 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 115 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT155 °C140 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 210 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 155 до 140 °C, а холодний нагрівається з 10 до 85 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 210 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 140 °CTc: 10 → 85 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT80 °C60 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 120 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 80 до 60 °C, а холодний нагрівається з 25 до 70 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 120 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 80 → 60 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT120 °C90 °C?20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 120 до 90 °C. Вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 20 °C. Внутрішня труба має діаметр 32 mm, і U = 200 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 20 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT150 °C75 °C27,56 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 150 до 75 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Q̇ = 101 kW
  2. 2. Q̇ = 115,2 kW
  3. 3. A = 10,83 m²
  4. 4. A = 20,04 m²
  5. 5. L = 7,603 m
  6. 6. A = 1,799 m²

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