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

Trong một bộ trao đổi nhiệt, 1 kg/s hỗn hợp glycol (c_p = 3,6 kJ/(kg·K)) được đun nóng từ 20 lên 50 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 95 xuống 45 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 55 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 100 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 125 xuống 80 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 30 lên 100 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,88, và U = 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 430 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 120 xuống 95 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 15 đến 85 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 1000 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 = 2,5 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 150 xuống 60 °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 50 mm, và U = 200 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.

Dầu nóng (1,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 145 xuống 70 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 3 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 15 °C. Với U = 800 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.