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

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 135 xuống 95 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 125 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 6 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 200 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 120 xuống 45 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 20 lên 50 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 250 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 165 xuống 45 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 60 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 500 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 550 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 120 xuống 40 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 20 lên 80 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,88, và U = 500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược chiều, dầu nóng (0,2 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 100 xuống 50 °C. Nước (0,2 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 10 °C. Ống trong có đường kính 32 mm, và U = 300 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.

Dầu nóng (1 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 175 xuống 75 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 3 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 25 °C. Với U = 800 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.