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

Trong một bộ trao đổi nhiệt, 0,5 kg/s hỗn hợp glycol (c_p = 3,6 kJ/(kg·K)) được làm nguội từ 90 xuống 40 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Trong bộ trao đổi nhiệt cùng chiều, lưu chất nóng nguội đi từ 175 xuống 95 °C trong khi lưu chất lạnh nóng lên từ 20 lên 85 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 700 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 105 xuống 55 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 20 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,88, và U = 300 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 140 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 25 lên 80 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 2000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống cùng chiều, dầu nóng (0,3 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 145 xuống 85 °C. Nước (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 15 °C. Ống trong có đường kính 40 mm, và U = 300 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều, cả hai dòng có cùng công suất nhiệt dung, ṁ·c_p = 4 kW/K. Dòng nóng vào ở 165 °C và dòng lạnh vào ở 10 °C. Bộ trao đổi có A = 5 m² và U = 500 W/(m²·K). Tìm nhiệt độ ra của dòng nóng T_h,out.