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 100 xuống 80 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 15 đến 40 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Trong bộ trao đổi nhiệt cùng chiều, lưu chất nóng nguội đi từ 150 xuống 70 °C trong khi lưu chất lạnh nóng lên từ 20 lên 40 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một thiết bị trao đổi nhiệt xuôi dòng truyền 180 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 145 xuống 85 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 55 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể 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 350 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 145 xuống 80 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 25 lên 65 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,9, và U = 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 kW/K. Dòng nóng vào ở 100 °C và dòng lạnh vào ở 15 °C. Bộ trao đổi có A = 2 m² và U = 800 W/(m²·K). Tìm nhiệt độ ra của dòng nóng T_h,out.

Hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 130 °C bên ngoài các ống của một thiết bị ngưng tụ có diện tích truyền nhiệt 3 m² và U = 2500 W/(m²·K). Nước làm mát (1 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) vào các ống ở 10 °C. Tìm nhiệt độ nước ra T_c,out.