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

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 8 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 1500 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 100 xuống 50 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 25 lên 40 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 150 xuống 110 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 95 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Trong một thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 120 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (1 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 15 lên 60 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 2000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 660 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 135 xuống 35 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 15 lên 90 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,9, và U = 800 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 100 °C bên ngoài các ống của một thiết bị ngưng tụ có diện tích truyền nhiệt 6 m² và U = 2000 W/(m²·K). Nước làm mát (3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) vào các ống ở 30 °C. Tìm nhiệt độ nước ra T_c,out.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược chiều, dầu nóng (0,3 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 120 xuống 60 °C. Nước (0,3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 25 °C. Ống trong có đường kính 20 mm, và U = 150 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.