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

Trong bộ trao đổi nhiệt cùng chiều, lưu chất nóng nguội đi từ 155 xuống 90 °C trong khi lưu chất lạnh nóng lên từ 15 lên 25 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 0,5 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 1500 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 145 xuống 45 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 30 lên 125 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Một bộ trao đổi nhiệt cùng chiều truyền 220 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 4 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 110 xuống 85 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 20 lên 70 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.

Trong một thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 100 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (4 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 25 lên 45 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 3000 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 = 0,5 kW/K. Dòng nóng vào ở 105 °C và dòng lạnh vào ở 20 °C. Bộ trao đổi có A = 0,5 m² và U = 800 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 95 xuống 50 °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 15 °C. Với U = 1000 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.