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
довжинаT130 °C85 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 85 °C, а холодний нагрівається з 25 до 100 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 130 → 85 °CTc: 25 → 100 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT110 °C60 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 110 до 60 °C, а холодний нагрівається від 20 до 40 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 110 → 60 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT105 °C90 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 670 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 105 до 90 °C, а холодний нагрівається від 10 до 30 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,8, а U = 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 670 kWF = 0,8U = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 90 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT160 °C125 °C115 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 20 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 160 до 125 °C, а холодний нагрівається з 10 до 115 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 20 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 125 °CTc: 10 → 115 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT175 °C140 °C51,4 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 175 до 140 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 140 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT140 °C85 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 140 до 85 °C. Вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 25 mm, і U = 400 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 85 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 43,28 K
  2. 2. ΔTlm = 46,54 K
  3. 3. A = 21,62 m²
  4. 4. A = 0,5362 m²
  5. 5. A = 0,7184 m²
  6. 6. L = 9,758 m

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