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

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 12 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 800 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 180 xuống 115 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 25 lên 115 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Trong bộ trao đổi nhiệt cùng chiều, lưu chất nóng nguội đi từ 115 xuống 80 °C trong khi lưu chất lạnh nóng lên từ 30 lên 50 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một thiết bị trao đổi nhiệt xuôi dòng truyền 400 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 130 xuống 95 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 85 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 190 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 100 xuống 55 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 60 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 300 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược chiều, dầu nóng (0,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 155 xuống 100 °C. Nước (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 20 °C. Ống trong có đường kính 40 mm, và U = 500 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.

Hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 110 °C bên ngoài các ống của một thiết bị ngưng tụ có diện tích truyền nhiệt 2,5 m² và U = 2000 W/(m²·K). Nước làm mát (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) vào các ống ở 20 °C. Tìm nhiệt độ nước ra T_c,out.