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
довжинаT135 °C85 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 135 до 85 °C, а холодний нагрівається від 15 до 35 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 135 → 85 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Легка

У теплообміннику охолоджується гліколева суміш (1,2 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 70 до 30 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 70 → 30 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT165 °C85 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 340 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 85 °C, а холодний нагрівається з 25 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 340 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 85 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT90 °C60 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 130 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 90 до 60 °C, а холодний нагрівається з 15 до 55 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 130 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 60 °CTc: 15 → 55 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT125 °C90 °C46,38 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 125 до 90 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 20 °C. При U = 300 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT120 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 1,5 m² і U = 2000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 20 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 120 °CA = 1,5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 79,96 K
  2. 2. Q̇ = 172,8 kW
  3. 3. A = 5,285 m²
  4. 4. A = 16,34 m²
  5. 5. A = 4,951 m²
  6. 6. Tc,out = 50,15 °C

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