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
довжинаT180 °C100 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 180 до 100 °C, а холодний нагрівається з 15 до 90 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 180 → 100 °CTc: 15 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT160 °C105 °C?20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується від 160 до 105 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що надходить при 20 °C. Втрат тепла в довкілля немає. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 105 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Середня
довжинаT170 °C95 °C95 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 260 kW. Його площа теплообміну 5 m². Гарячий теплоносій охолоджується від 170 до 95 °C, а холодний нагрівається від 10 до 95 °C. Знайдіть коефіцієнт теплопередачі U.

Q̇ = 260 kWA = 5 m²Th: 170 → 95 °CTc: 10 → 95 °C
U = W/(m²·K)
4.Середня
довжинаT80 °C55 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 150 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 80 до 55 °C, а холодний нагрівається від 25 до 70 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,88, а U = 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 150 kWF = 0,88U = 500 W/(m²·K)Th: 80 → 55 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT140 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 140 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2 m² і U = 2000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 25 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 140 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT180 °C50 °C53,88 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 180 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 87,48 K
  2. 2. Tc,out = 40,18 °C
  3. 3. U = 650,8 W/(m²·K)
  4. 4. A = 18,73 m²
  5. 5. Tc,out = 95,83 °C
  6. 6. A = 22,86 m²

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