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
довжинаT155 °C100 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 155 до 100 °C, а холодний нагрівається з 30 до 105 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 155 → 100 °CTc: 30 → 105 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT180 °C160 °C20 °C55 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 180 до 160 °C, а холодний нагрівається від 20 до 55 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 180 → 160 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT130 °C10 °C50 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 50 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 130 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 50 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT130 °C45 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 520 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 130 до 45 °C, а холодний нагрівається від 15 до 55 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,85, а U = 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 520 kWF = 0,85U = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 45 °CTc: 15 → 55 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT110 °C65 °C51,91 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 110 до 65 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 800 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT130 °C??20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 4 kW/K. Гарячий потік входить при 130 °C, а холодний при 20 °C. Теплообмінник має A = 3 m² і U = 500 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 130 °CTc,in = 20 °CA = 3 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 59,44 K
  2. 2. ΔTlm = 130,6 K
  3. 3. A = 1,017 m²
  4. 4. A = 24,91 m²
  5. 5. A = 4,351 m²
  6. 6. Th,out = 100 °C

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