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

Dầu nóng (1 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 155 xuống 60 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 0,8 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 15 °C. Không có nhiệt thất thoát ra môi trường. Tìm nhiệt độ nước ra T_c,out.

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 180 xuống 125 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 130 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một thiết bị trao đổi nhiệt xuôi dòng truyền 340 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 120 xuống 95 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 15 đến 65 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 300 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 220 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 120 xuống 40 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 20 lên 110 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,9, và U = 500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 130 °C bên ngoài các ống của một thiết bị ngưng tụ có diện tích truyền nhiệt 1,5 m² và U = 3000 W/(m²·K). Nước làm mát (0,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) vào các ống ở 15 °C. Tìm nhiệt độ nước ra T_c,out.

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 105 xuống 65 °C. Nước (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 20 °C. Ống trong có đường kính 50 mm, và U = 500 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.