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 °C55 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 135 до 55 °C, а холодний нагрівається з 25 до 35 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 135 → 55 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT180 °C160 °C135 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 180 до 160 °C, а холодний нагрівається з 20 до 135 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 180 → 160 °CTc: 20 → 135 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT140 °C110 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 60 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 140 до 110 °C, а холодний нагрівається з 10 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 60 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 140 → 110 °CTc: 10 → 60 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT105 °C50 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 330 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 105 до 50 °C, а холодний нагрівається з 30 до 45 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 330 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 50 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT110 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 5 m² і U = 2500 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 15 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 110 °CA = 5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT145 °C120 °C14,59 °C10 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охолоджується з 145 до 120 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 1,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 10 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 120 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 58,14 K
  2. 2. ΔTlm = 83,7 K
  3. 3. A = 3,347 m²
  4. 4. A = 12,77 m²
  5. 5. Tc,out = 105,2 °C
  6. 6. A = 1,199 m²

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