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

Dầu nóng (0,5 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 150 xuống 55 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 2 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 15 °C. Không có nhiệt thất thoát ra môi trường. Tìm nhiệt độ nước ra T_c,out.

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 1,5 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 300 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 105 xuống 60 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 50 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Một thiết bị trao đổi nhiệt xuôi dòng truyền 120 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 160 xuống 45 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 20 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 140 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 110 xuống 55 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 40 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,85, và U = 200 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống cùng chiều, dầu nóng (0,2 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 130 xuống 70 °C. Nước (0,2 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 25 °C. Ống trong có đường kính 32 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 ống lồng ống cùng chiều, dầu nóng (0,2 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 140 xuống 80 °C. Nước (1 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 15 °C. Ống trong có đường kính 32 mm, và U = 500 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.