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

Dầu nóng (1 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 180 xuống 130 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 0,5 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.

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 95 xuống 65 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 40 °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 110 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (0,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 30 lên 50 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 2000 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 520 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 125 xuống 45 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 55 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,85, và U = 300 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Dầu nóng (1 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 130 xuống 100 °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 20 °C. Với U = 1000 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 = 2,1 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 155 xuống 115 °C. Nước (1,5 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 = 250 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.