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
довжинаT90 °C70 °C10 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 90 до 70 °C, а холодний нагрівається від 10 до 50 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 90 → 70 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT80 °C45 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник має площу теплообміну 4 m² і коефіцієнт теплопередачі 200 W/(m²·K). Гарячий теплоносій охолоджується від 80 до 45 °C, а холодний нагрівається від 15 до 60 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

A = 4 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 80 → 45 °CTc: 15 → 60 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT170 °C85 °C10 °C60 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

Прямотечійний теплообмінник передає 180 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 170 до 85 °C, а холодний нагрівається з 10 до 60 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 180 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 85 °CTc: 10 → 60 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT175 °C155 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Протитечійний теплообмінник передає 490 kW. Гарячий теплоносій охолоджується з 175 до 155 °C, а холодний нагрівається з 30 до 40 °C. Коефіцієнт теплопередачі 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 490 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 175 → 155 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT165 °C120 °C92,82 °C25 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охолоджується з 165 до 120 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 25 °C. При U = 200 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 165 → 120 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Складна
довжинаT85 °C35 °C74,81 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 85 до 35 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 0,5 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 1500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 35 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 43,28 K
  2. 2. Q̇ = 19,73 kW
  3. 3. A = 2,475 m²
  4. 4. A = 12,57 m²
  5. 5. A = 8,532 m²
  6. 6. A = 5,728 m²

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