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 75 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 75 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Trong bộ trao đổi nhiệt cùng chiều, lưu chất nóng nguội đi từ 180 xuống 70 °C trong khi lưu chất lạnh nóng lên từ 25 lên 55 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một thiết bị trao đổi nhiệt xuôi dòng truyền 480 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 85 xuống 60 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 45 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 200 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 230 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 115 xuống 80 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 30 lên 40 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,8, và U = 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Dầu nóng (1,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 115 xuống 50 °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 = 300 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược chiều, dầu nóng (0,8 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 120 xuống 80 °C. Nước (1 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 25 °C. Ống trong có đường kính 20 mm, và U = 150 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.