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
довжинаT130 °C95 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 95 °C, а холодний нагрівається з 10 до 80 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 130 → 95 °CTc: 10 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT150 °C50 °C?10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується від 150 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT165 °C85 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 190 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 85 °C, а холодний нагрівається з 20 до 85 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 190 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 165 → 85 °CTc: 20 → 85 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT85 °C30 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 240 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 85 до 30 °C, а холодний нагрівається з 10 до 55 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 240 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 30 °CTc: 10 → 55 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT155 °C105 °C40,12 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 155 до 105 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 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 = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 105 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT105 °C??10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 3 kW/K. Гарячий потік входить при 105 °C, а холодний при 10 °C. Теплообмінник має A = 5 m² і U = 300 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 65,96 K
  2. 2. Tc,out = 65,02 °C
  3. 3. A = 1,753 m²
  4. 4. A = 6,487 m²
  5. 5. A = 2,06 m²
  6. 6. Th,out = 73,33 °C

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