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
довжинаT150 °C50 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 150 до 50 °C, а холодний нагрівається з 15 до 60 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 150 → 50 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT165 °C40 °C110 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 165 до 40 °C, а холодний нагрівається з 20 до 110 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 165 → 40 °CTc: 20 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT130 °C95 °C10 °C90 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 470 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 130 до 95 °C, а холодний нагрівається з 10 до 90 °C. Коефіцієнт теплопередачі 800 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 470 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT110 °C50 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 360 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 110 до 50 °C, а холодний нагрівається з 15 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 360 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 110 → 50 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2,5 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 25 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 110 °CA = 2,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT115 °C??15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 0,5 kW/K. Гарячий потік входить при 115 °C, а холодний при 15 °C. Теплообмінник має A = 1 m² і U = 300 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 115 °CTc,in = 15 °CA = 1 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 58,23 K
  2. 2. ΔTlm = 34,6 K
  3. 3. A = 16,24 m²
  4. 4. A = 42,8 m²
  5. 5. Tc,out = 105,7 °C
  6. 6. Th,out = 77,5 °C

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