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
довжинаT100 °C40 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 100 до 40 °C, а холодний нагрівається з 10 до 90 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 100 → 40 °CTc: 10 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT165 °C135 °C?25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується від 165 до 135 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,8 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 25 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 135 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT160 °C125 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 50 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 160 до 125 °C, а холодний нагрівається з 15 до 110 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 50 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 125 °CTc: 15 → 110 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT130 °C75 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 30 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 75 °C, а холодний нагрівається з 30 до 40 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 30 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 75 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT100 °C50 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 100 до 50 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 25 °C. Внутрішня труба має діаметр 25 mm, і U = 250 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT80 °C??30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1 kW/K. Гарячий потік входить при 80 °C, а холодний при 30 °C. Теплообмінник має A = 1,5 m² і U = 300 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 30 °CA = 1,5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 18,2 K
  2. 2. Tc,out = 45,63 °C
  3. 3. A = 0,657 m²
  4. 4. A = 0,6057 m²
  5. 5. L = 245,4 m
  6. 6. Th,out = 64,48 °C

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