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

Dầu nóng (2 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 150 xuống 110 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 3 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 20 °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 125 xuống 80 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 80 °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 270 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 165 xuống 135 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 15 lên 130 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,9, và U = 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 410 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 160 xuống 140 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 40 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 1500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Dầu nóng (1 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 165 xuống 80 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 3 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 30 °C. Với U = 1000 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược chiều, dầu nóng (0,2 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 130 xuống 70 °C. Nước (0,2 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 20 °C. Ống trong có đường kính 20 mm, và U = 400 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.