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
довжинаT165 °C65 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 65 °C, а холодний нагрівається з 15 до 75 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 165 → 65 °CTc: 15 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT115 °C85 °C?15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується від 115 до 85 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 15 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 85 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT140 °C40 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 240 kW. Його площа теплообміну 10 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 140 до 40 °C, а холодний нагрівається від 15 до 30 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 240 kWA = 10 m²Th: 140 → 40 °CTc: 15 → 30 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT120 °C35 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 120 kW. Його площа теплообміну 8 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 120 до 35 °C, а холодний нагрівається від 10 до 85 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 120 kWA = 8 m²Th: 120 → 35 °CTc: 10 → 85 °C
U = W/(m²·K)
5.Складна
довжинаT160 °C70 °C38,46 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 160 до 70 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT85 °C60 °C39,17 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 85 до 60 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 68,05 K
  2. 2. Tc,out = 28,46 °C
  3. 3. U = 527,1 W/(m²·K)
  4. 4. U = 504,7 W/(m²·K)
  5. 5. A = 4,868 m²
  6. 6. A = 5,131 m²

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