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 dàiT165 °C110 °C?25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 165 xuống 110 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 3 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 25 °C. Không có nhiệt thất thoát ra môi trường. Tìm nhiệt độ nước ra Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 110 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
2.Dễ
chiều dàiT165 °C140 °C125 °C10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 165 xuống 140 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 125 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 165 → 140 °CTc: 10 → 125 °C
ΔTlm = K
3.Trung bình
chiều dàiT90 °C75 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂xuôi dòng

Một bộ trao đổi nhiệt cùng chiều truyền 360 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 4 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 90 xuống 75 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 25 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.

Q̇ = 360 kWA = 4 m²Th: 90 → 75 °CTc: 10 → 25 °C
U = W/(m²·K)
4.Trung bình
chiều dàiT155 °C130 °C20 °C85 °CΔT₁ΔT₂xuôi dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt xuôi dòng truyền 340 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 155 xuống 130 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 85 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 340 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 130 °CTc: 20 → 85 °C
A = m²
5.Khó
chiều dàiT155 °C55 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂xuôi dòng

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống cùng chiều, dầu nóng (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 155 xuống 55 °C. Nước (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 15 °C. Ống trong có đường kính 32 mm, và U = 150 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Khó
chiều dàiT85 °C55 °C33,97 °C25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 85 xuống 55 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 1 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 25 °C. Với U = 800 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Đáp án

  1. 1. Tc,out = 40,13 °C
  2. 2. ΔTlm = 76,36 K
  3. 3. U = 1410 W/(m²·K)
  4. 4. A = 8,301 m²
  5. 5. L = 71,43 m
  6. 6. A = 1,184 m²

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