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

Trong bộ trao đổi nhiệt cùng chiều, lưu chất nóng nguội đi từ 80 xuống 40 °C trong khi lưu chất lạnh nóng lên từ 15 lên 30 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 130 xuống 45 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 85 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Trong một thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 140 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 15 lên 45 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 1500 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 70 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 140 xuống 110 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 25 lên 35 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,85, và U = 500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Dầu nóng (1,5 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 155 xuống 85 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 1 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 10 °C. Với U = 200 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Dầu nóng (0,5 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 110 xuống 65 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 0,5 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 10 °C. Với U = 800 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.