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 125 xuống 65 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 75 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Dầu nóng (0,5 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 135 xuống 70 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 0,5 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.

Trong một thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 100 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (0,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 25 lên 60 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 1500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một bộ trao đổi nhiệt cùng chiều truyền 310 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 20 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 155 xuống 135 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 115 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược chiều, dầu nóng (0,8 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 120 xuống 55 °C. Nước (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 25 °C. Ống trong có đường kính 40 mm, và U = 150 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.

Dầu nóng (2 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 110 xuống 90 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 1,5 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 25 °C. Với U = 500 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.