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

Phiếu bài tập Thiết bị trao đổi nhiệt (LMTD) miễn phí để in: 6 bài từ cơ bản đến mức đề thi, kèm đáp án. In ra hoặc lưu thành PDF.

Dành cho giảng viên: miễn phí in, sao chép và sử dụng trên lớp. Mỗi phiếu bài tập mới có số liệu mới và đáp án riêng. Chúng tôi rất cảm ơn nếu bạn đặt liên kết đến ExamProblems trên trang môn học.

Tên: ____________________   Ngày: ____________

1.Dễ
chiều dàiT150 °C135 °C105 °C20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 6 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 1500 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 150 xuống 135 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 20 lên 105 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

A = 6 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 150 → 135 °CTc: 20 → 105 °C
Q̇ = kW
2.Dễ
chiều dàiT85 °C70 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 85 xuống 70 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 50 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 85 → 70 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Trung bình
chiều dàiT165 °C60 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂xuôi dòng

Một bộ trao đổi nhiệt cùng chiều truyền 240 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 20 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 165 xuống 60 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 30 lên 40 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.

Q̇ = 240 kWA = 20 m²Th: 165 → 60 °CTc: 30 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Trung bình
chiều dàiT130 °C110 °C95 °C15 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 150 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 130 xuống 110 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 15 đến 95 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 300 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 150 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 110 °CTc: 15 → 95 °C
A = m²
5.Khó
chiều dàiT95 °C50 °C43,91 °C10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 95 xuống 50 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 1 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 10 °C. Với U = 500 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 50 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Khó
chiều dàiT165 °C50 °C83,28 °C20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 165 xuống 50 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 0,5 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 20 °C. Với U = 200 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 50 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Đáp án

  1. 1. Q̇ = 671,4 kW
  2. 2. ΔTlm = 39,79 K
  3. 3. U = 199,3 W/(m²·K)
  4. 4. A = 8,321 m²
  5. 5. A = 6,256 m²
  6. 6. A = 12,81 m²

Lời giải đầy đủ từng bước: hãy luyện chủ đề này trên examproblems.com.