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 135 xuống 60 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 45 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 10 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 200 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 85 xuống 70 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 15 lên 50 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 120 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 135 xuống 110 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 15 lên 60 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,85, và U = 200 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một bộ trao đổi nhiệt cùng chiều truyền 250 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 6 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 140 xuống 120 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 25 lên 110 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược chiều, dầu nóng (0,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 115 xuống 70 °C. Nước (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 10 °C. Ống trong có đường kính 40 mm, và U = 400 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 110 xuống 60 °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 = 1500 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.