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 °C30 °C125 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 30 °C, а холодний нагрівається з 10 до 125 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 165 → 30 °CTc: 10 → 125 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT95 °C40 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 95 до 40 °C, а холодний нагрівається з 15 до 35 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 95 → 40 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT110 °C10 °C75 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 75 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 110 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 75 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT145 °C115 °C130 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 360 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 145 до 115 °C, а холодний нагрівається від 15 до 130 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,9, а U = 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 360 kWF = 0,9U = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 115 °CTc: 15 → 130 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT175 °C105 °C52,91 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 175 до 105 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 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 = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 105 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT130 °C85 °C32,61 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 130 до 85 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 28,85 K
  2. 2. ΔTlm = 39,98 K
  3. 3. A = 6,582 m²
  4. 4. A = 8,928 m²
  5. 5. A = 5,859 m²
  6. 6. A = 1,838 m²

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