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 dàiT180 °C95 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 180 xuống 95 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 55 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 180 → 95 °CTc: 25 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Dễ
chiều dàiT140 °C70 °C120 °C25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 140 xuống 70 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 120 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 140 → 70 °CTc: 25 → 120 °C
ΔTlm = K
3.Trung bình
chiều dàiT130 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂hơi nước ngưng tụ

Trong một thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 130 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 20 lên 80 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Ts = 130 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 80 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Trung bình
chiều dàiT170 °C60 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 490 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 170 xuống 60 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 80 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 490 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 60 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
5.Khó
chiều dàiT90 °C55 °C34,44 °C20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 90 xuống 55 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 2 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 20 °C. Với U = 500 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Khó
chiều dàiT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂hơi nước ngưng tụ

Hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 130 °C bên ngoài các ống của một thiết bị ngưng tụ có diện tích truyền nhiệt 5 m² và U = 2000 W/(m²·K). Nước làm mát (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) vào các ống ở 20 °C. Tìm nhiệt độ nước ra Tc,out.

Ts = 130 °CA = 5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Đáp án

  1. 1. ΔTlm = 94,86 K
  2. 2. ΔTlm = 30,83 K
  3. 3. A = 16,48 m²
  4. 4. A = 16,83 m²
  5. 5. A = 5,428 m²
  6. 6. Tc,out = 80,45 °C

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