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

Dầu nóng (1,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 175 xuống 90 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 1 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 15 °C. Không có nhiệt thất thoát ra môi trường. Tìm nhiệt độ nước ra T_c,out.

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 115 xuống 60 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 50 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Trong một thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 110 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 20 lên 85 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 3000 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 100 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 140 xuống 80 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 20 lên 105 °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 (2 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 95 xuống 55 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 2 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 25 °C. Với U = 800 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Dầu nóng (2 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 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 20 °C. Với U = 500 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.