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 °C80 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 135 до 80 °C, а холодний нагрівається з 30 до 80 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 135 → 80 °CTc: 30 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT180 °C85 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 180 до 85 °C, а холодний нагрівається з 30 до 105 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 180 → 85 °CTc: 30 → 105 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT175 °C75 °C135 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 120 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 175 до 75 °C, а холодний нагрівається з 25 до 135 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 120 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 175 → 75 °CTc: 25 → 135 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT100 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 100 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 30 до 45 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 100 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 45 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT135 °C70 °C101,5 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 135 до 70 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 30 °C. При U = 1000 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT90 °C55 °C?15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику «труба в трубі» гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) тече внутрішньою трубою й охолоджується від 90 до 55 °C. Вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) у кільцевому каналі входить при 15 °C. Внутрішня труба має діаметр 32 mm, і U = 500 W/(m²·K) віднесено до цього діаметра. Знайдіть потрібну довжину труби L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 55 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 52,46 K
  2. 2. ΔTlm = 64,48 K
  3. 3. A = 8,926 m²
  4. 4. A = 0,336 m²
  5. 5. A = 8,161 m²
  6. 6. L = 17,35 m

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