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

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 20 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 1000 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 120 xuống 75 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 30 lên 85 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 85 xuống 70 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 70 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 480 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 150 xuống 105 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 45 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 1500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều truyền 110 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 2 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 170 xuống 105 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 15 lên 130 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.

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 95 °C và dòng lạnh vào ở 30 °C. Bộ trao đổi có A = 6 m² và U = 500 W/(m²·K). Tìm nhiệt độ ra của dòng nóng T_h,out.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược chiều, dầu nóng (0,2 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 155 xuống 110 °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 32 mm, và U = 200 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.