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

Trong một bộ trao đổi nhiệt, 3 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) được làm nguội từ 60 xuống 30 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 8 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 200 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 165 xuống 85 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 30 lên 100 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Trong một thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 140 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 20 lên 125 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 2500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một bộ trao đổi nhiệt cùng chiều truyền 280 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 2 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 110 xuống 95 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 15 lên 75 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược chiều, dầu nóng (0,3 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 135 xuống 65 °C. Nước (1 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 15 °C. Ống trong có đường kính 25 mm, và U = 500 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.

Dầu nóng (1 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 140 xuống 75 °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 10 °C. Với U = 300 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.