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 dàiT105 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 105 xuống 60 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 1,5 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 10 °C. Không có nhiệt thất thoát ra môi trường. Tìm nhiệt độ nước ra Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 105 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Dễ
chiều dàiT140 °C100 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 140 xuống 100 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 15 đến 40 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 140 → 100 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Trung bình
chiều dàiT180 °C70 °C110 °C30 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 400 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 180 xuống 70 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 110 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 400 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 180 → 70 °CTc: 30 → 110 °C
A = m²
4.Trung bình
chiều dàiT85 °C60 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 150 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 85 xuống 60 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 50 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 150 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 85 → 60 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.Khó
chiều dàiT100 °C50 °C28,37 °C20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 100 xuống 50 °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 20 °C. Với U = 1000 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Khó
chiều dàiT180 °C100 °C57,85 °C10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 180 xuống 100 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 1,5 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: 180 → 100 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Đáp án

  1. 1. Tc,out = 43,01 °C
  2. 2. ΔTlm = 92,3 K
  3. 3. A = 14,92 m²
  4. 4. A = 4,625 m²
  5. 5. A = 2,195 m²
  6. 6. A = 5,7 m²

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