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

Trong một bộ trao đổi nhiệt, 0,5 kg/s dầu nhẹ (c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) được làm nguội từ 100 xuống 70 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 105 xuống 80 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 15 đến 65 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 350 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 160 xuống 45 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 25 lên 95 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,88, và U = 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 270 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 125 xuống 40 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 15 đến 35 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều, cả hai dòng có cùng công suất nhiệt dung, ṁ·c_p = 1,5 kW/K. Dòng nóng vào ở 135 °C và dòng lạnh vào ở 25 °C. Bộ trao đổi có A = 1,5 m² và U = 500 W/(m²·K). Tìm nhiệt độ ra của dòng nóng T_h,out.

Dầu nóng (0,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 115 xuống 75 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 2 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 10 °C. Với U = 1000 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.