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 105 xuống 80 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 40 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Trong một bộ trao đổi nhiệt, 0,3 kg/s ethanol (c_p = 2,44 kJ/(kg·K)) được làm nguội từ 85 xuống 50 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Một thiết bị trao đổi nhiệt xuôi dòng truyền 150 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 85 xuống 65 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 35 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 800 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Trong một thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 100 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (0,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 30 lên 45 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 1500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều, cả hai dòng có cùng công suất nhiệt dung, ṁ·c_p = 1 kW/K. Dòng nóng vào ở 90 °C và dòng lạnh vào ở 30 °C. Bộ trao đổi có A = 6 m² và U = 200 W/(m²·K). Tìm nhiệt độ ra của dòng nóng T_h,out.

Dầu nóng (0,5 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 120 xuống 55 °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 = 500 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.