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
довжинаT85 °C55 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 85 до 55 °C, а холодний нагрівається з 10 до 70 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 85 → 55 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT115 °C60 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 6 m² і коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 115 до 60 °C, а холодний нагрівається від 30 до 50 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 6 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 115 → 60 °CTc: 30 → 50 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT110 °C25 °C70 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 25 до 70 °C. Коефіцієнт теплопередачі 2000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 110 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 70 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT105 °C75 °C10 °C60 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 140 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 75 °C, а холодний нагрівається з 10 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 140 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 75 °CTc: 10 → 60 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT135 °C60 °C86,52 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 135 до 60 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 60 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT80 °C50 °C19,49 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 80 до 50 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 27,31 K
  2. 2. Q̇ = 81,48 kW
  3. 3. A = 3,151 m²
  4. 4. A = 6,46 m²
  5. 5. A = 20,45 m²
  6. 6. A = 1,609 m²

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