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

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 170 xuống 110 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 155 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 20 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 1500 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 145 xuống 45 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 20 lên 40 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Một bộ trao đổi nhiệt cùng chiều truyền 470 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 20 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 180 xuống 165 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 25 lên 150 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 120 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 140 xuống 80 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 20 lên 90 °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.

Dầu nóng (2 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 140 xuống 115 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 0,5 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 20 °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 (0,8 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 110 xuống 70 °C. Nước (0,8 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 = 250 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.