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 165 xuống 100 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 50 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Dầu nóng (2 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 180 xuống 70 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 2 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 30 °C. Không có nhiệt thất thoát ra môi trường. Tìm nhiệt độ nước ra T_c,out.

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 670 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 100 xuống 65 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 75 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,85, và U = 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 240 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 170 xuống 155 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 50 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Dầu nóng (1 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 140 xuống 80 °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 20 °C. Với U = 800 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống cùng chiều, dầu nóng (0,3 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 115 xuống 50 °C. Nước (0,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 15 °C. Ống trong có đường kính 20 mm, và U = 400 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.