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 115 xuống 95 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 100 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 90 xuống 55 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 45 °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 400 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 175 xuống 105 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 30 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 thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 130 °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 25 lên 55 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 3000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Dầu nóng (2 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 165 xuống 115 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 1,5 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 30 °C. Với U = 1500 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 = 3 kW/K. Dòng nóng vào ở 85 °C và dòng lạnh vào ở 20 °C. Bộ trao đổi có A = 3 m² và U = 800 W/(m²·K). Tìm nhiệt độ ra của dòng nóng T_h,out.