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

Phiếu bài tập Thiết bị trao đổi nhiệt (LMTD) miễn phí để in: 6 bài từ cơ bản đến mức đề thi, kèm đáp án. In ra hoặc lưu thành PDF.

Dành cho giảng viên: miễn phí in, sao chép và sử dụng trên lớp. Mỗi phiếu bài tập mới có số liệu mới và đáp án riêng. Chúng tôi rất cảm ơn nếu bạn đặt liên kết đến ExamProblems trên trang môn học.

Tên: ____________________   Ngày: ____________

1.Dễ
chiều dàiT80 °C65 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 80 xuống 65 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 70 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 80 → 65 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Dễ
chiều dàiT100 °C35 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 100 xuống 35 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 15 đến 60 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 100 → 35 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Trung bình
chiều dàiT130 °C115 °C120 °C30 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 220 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 130 xuống 115 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 120 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 220 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 115 °CTc: 30 → 120 °C
A = m²
4.Trung bình
chiều dàiT150 °C105 °C105 °C15 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 650 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 150 xuống 105 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 15 lên 105 °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.

Q̇ = 650 kWF = 0,85U = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 105 °CTc: 15 → 105 °C
A = m²
5.Khó
chiều dàiT140 °C45 °C47,88 °C10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 140 xuống 45 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 1,5 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 10 °C. Với U = 1500 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 45 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Khó
chiều dàiT140 °C45 °C78,64 °C15 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 140 xuống 45 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 1,5 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 15 °C. Với U = 1500 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 45 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Đáp án

  1. 1. ΔTlm = 26,4 K
  2. 2. ΔTlm = 28,85 K
  3. 3. A = 12,56 m²
  4. 4. A = 58,89 m²
  5. 5. A = 2,683 m²
  6. 6. A = 6,069 m²

Lời giải đầy đủ từng bước: hãy luyện chủ đề này trên examproblems.com.