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 dàiT170 °C75 °C?30 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 170 xuống 75 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 1,5 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 30 °C. Không có nhiệt thất thoát ra môi trường. Tìm nhiệt độ nước ra Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Dễ
chiều dàiT135 °C70 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 12 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 300 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 135 xuống 70 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 25 lên 80 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

A = 12 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 70 °CTc: 25 → 80 °C
Q̇ = kW
3.Trung bình
chiều dàiT110 °C65 °C15 °C50 °CΔT₁ΔT₂xuôi dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt xuôi dòng truyền 180 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 110 xuống 65 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 15 đến 50 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 300 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 180 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 65 °CTc: 15 → 50 °C
A = m²
4.Trung bình
chiều dàiT120 °C65 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 410 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 120 xuống 65 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 70 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 410 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 120 → 65 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.Khó
chiều dàiT160 °C100 °C27,94 °C10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 160 xuống 100 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 3 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 10 °C. Với U = 500 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 100 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Khó
chiều dàiT140 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂hơi nước ngưng tụ

Hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 140 °C bên ngoài các ống của một thiết bị ngưng tụ có diện tích truyền nhiệt 8 m² và U = 2000 W/(m²·K). Nước làm mát (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) vào các ống ở 30 °C. Tìm nhiệt độ nước ra Tc,out.

Ts = 140 °CA = 8 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Đáp án

  1. 1. Tc,out = 86,82 °C
  2. 2. Q̇ = 179,4 kW
  3. 3. A = 13,84 m²
  4. 4. A = 9,149 m²
  5. 5. A = 4,103 m²
  6. 6. Tc,out = 109,3 °C

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