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 °C115 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 115 °C, а холодний нагрівається з 25 до 65 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 165 → 115 °CTc: 25 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT125 °C40 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 125 до 40 °C, а холодний нагрівається з 15 до 110 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 125 → 40 °CTc: 15 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT130 °C35 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 700 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 130 до 35 °C, а холодний нагрівається від 20 до 30 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,8, а U = 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 700 kWF = 0,8U = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 35 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT175 °C95 °C155 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 180 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 175 до 95 °C, а холодний нагрівається з 10 до 155 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 180 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 175 → 95 °CTc: 10 → 155 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT110 °C80 °C?25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 110 до 80 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 25 °C. Внутрішня труба має діаметр 25 mm, і U = 150 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 80 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Складна
довжинаT120 °C50 °C35,68 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 120 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 3 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 94,91 K
  2. 2. ΔTlm = 19,58 K
  3. 3. A = 19,53 m²
  4. 4. A = 2,671 m²
  5. 5. L = 121,2 m
  6. 6. A = 5,418 m²

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