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
довжинаT130 °C55 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується від 130 до 55 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 10 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Легка
довжинаT120 °C65 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 120 до 65 °C, а холодний нагрівається з 30 до 70 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 120 → 65 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT180 °C80 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 450 kW. Його площа теплообміну 2,5 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 180 до 80 °C, а холодний нагрівається від 15 до 110 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 450 kWA = 2,5 m²Th: 180 → 80 °CTc: 15 → 110 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT85 °C60 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 320 kW. Його площа теплообміну 6 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 85 до 60 °C, а холодний нагрівається від 10 до 50 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 320 kWA = 6 m²Th: 85 → 60 °CTc: 10 → 50 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT160 °C115 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 160 до 115 °C. Вода (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 20 °C. Внутрішня труба має діаметр 20 mm, і U = 250 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 115 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 20 °CD = 20 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT105 °C80 °C28,76 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 105 до 80 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 105 → 80 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. Tc,out = 16,28 °C
  2. 2. ΔTlm = 42,06 K
  3. 3. U = 2668 W/(m²·K)
  4. 4. U = 1268 W/(m²·K)
  5. 5. L = 13,03 m
  6. 6. A = 1,088 m²

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