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 130 xuống 70 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 70 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Dầu nóng (0,5 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 130 xuống 80 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 1 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 10 °C. Không có nhiệt thất thoát ra môi trường. Tìm nhiệt độ nước ra T_c,out.

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều truyền 200 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 20 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 150 xuống 125 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 25 lên 40 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.

Một thiết bị trao đổi nhiệt xuôi dòng truyền 250 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 105 xuống 70 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 55 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều, cả hai dòng có cùng công suất nhiệt dung, ṁ·c_p = 2 kW/K. Dòng nóng vào ở 100 °C và dòng lạnh vào ở 30 °C. Bộ trao đổi có A = 2 m² và U = 800 W/(m²·K). Tìm nhiệt độ ra của dòng nóng T_h,out.

Dầu nóng (1 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 100 xuống 60 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 1 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 15 °C. Với U = 200 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.