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 dàiT135 °C80 °C95 °C10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 135 xuống 80 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 95 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 135 → 80 °CTc: 10 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Dễ
chiều dàiT170 °C80 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 170 xuống 80 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 85 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 170 → 80 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Trung bình
chiều dàiT105 °C15 °C55 °CΔT₁ΔT₂hơi nước ngưng tụ

Trong một thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 105 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 15 lên 55 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 2000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Ts = 105 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 55 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Trung bình
chiều dàiT145 °C75 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 390 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 145 xuống 75 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 105 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 390 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 75 °CTc: 25 → 105 °C
A = m²
5.Khó
chiều dàiT110 °C50 °C54,76 °C30 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 110 xuống 50 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 2 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 30 °C. Với U = 1000 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Khó
chiều dàiT140 °C95 °C?20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược chiều, dầu nóng (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 140 xuống 95 °C. Nước (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 20 °C. Ống trong có đường kính 50 mm, và U = 150 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 95 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Đáp án

  1. 1. ΔTlm = 53,61 K
  2. 2. ΔTlm = 68,92 K
  3. 3. A = 1,843 m²
  4. 4. A = 8,703 m²
  5. 5. A = 5,968 m²
  6. 6. L = 48,27 m

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