Phiếu bài tập Thiết bị trao đổi nhiệt (LMTD) có đáp án

Trong một bộ trao đổi nhiệt, 2,5 kg/s ethanol (c_p = 2,44 kJ/(kg·K)) được đun nóng từ 30 lên 85 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 140 xuống 125 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 75 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một bộ trao đổi nhiệt cùng chiều truyền 100 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 1 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 140 xuống 115 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 30 lên 95 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 220 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 165 xuống 90 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 30 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 800 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược chiều, dầu nóng (1 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 150 xuống 65 °C. Nước (1 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 10 °C. Ống trong có đường kính 40 mm, và U = 200 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều, cả hai dòng có cùng công suất nhiệt dung, ṁ·c_p = 0,5 kW/K. Dòng nóng vào ở 125 °C và dòng lạnh vào ở 10 °C. Bộ trao đổi có A = 2 m² và U = 800 W/(m²·K). Tìm nhiệt độ ra của dòng nóng T_h,out.