1.Dễ
Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 170 xuống 30 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 105 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.
Th: 170 → 30 °CTc: 10 → 105 °C
ΔTlm = K
Phiếu bài tập Thiết bị trao đổi nhiệt (LMTD) có đáp án
2.Dễ
Trong một bộ trao đổi nhiệt, 0,2 kg/s ethanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) được đun nóng từ 35 lên 65 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.
ṁ = 0,2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 35 → 65 °C
Q̇ = kW
3.Trung bình
Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 330 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 175 xuống 90 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 110 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,95, và U = 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.
Q̇ = 330 kWF = 0,95U = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 90 °CTc: 10 → 110 °C
A = m²
4.Trung bình
Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều truyền 270 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 25 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 120 xuống 90 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 15 lên 100 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.
Q̇ = 270 kWA = 25 m²Th: 120 → 90 °CTc: 15 → 100 °C
U = W/(m²·K)
5.Khó
Dầu nóng (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 180 xuống 130 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 0,5 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 15 °C. Với U = 500 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.
ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 130 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Khó
Trong một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều, cả hai dòng có cùng công suất nhiệt dung, ṁ·cp = 4 kW/K. Dòng nóng vào ở 180 °C và dòng lạnh vào ở 25 °C. Bộ trao đổi có A = 3 m² và U = 500 W/(m²·K). Tìm nhiệt độ ra của dòng nóng Th,out.
Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 180 °CTc,in = 25 °CA = 3 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
Đáp án
- 1. ΔTlm = 38,18 K
- 2. Q̇ = 14,64 kW
- 3. A = 4,808 m²
- 4. U = 259,5 W/(m²·K)
- 5. A = 6,678 m²
- 6. Th,out = 137,7 °C
Lời giải đầy đủ từng bước: hãy luyện chủ đề này trên examproblems.com.