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

Trong một bộ trao đổi nhiệt, 0,2 kg/s dầu nhẹ (c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) được làm nguội từ 110 xuống 60 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 2 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 1500 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 145 xuống 120 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 120 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 470 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 145 xuống 65 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 15 lên 120 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,92, và U = 300 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một bộ trao đổi nhiệt cùng chiều truyền 380 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 3 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 135 xuống 120 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 40 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống cùng chiều, dầu nóng (0,8 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 135 xuống 105 °C. Nước (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 15 °C. Ống trong có đường kính 50 mm, và U = 300 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều, cả hai dòng có cùng công suất nhiệt dung, ṁ·c_p = 3 kW/K. Dòng nóng vào ở 125 °C và dòng lạnh vào ở 10 °C. Bộ trao đổi có A = 1,5 m² và U = 800 W/(m²·K). Tìm nhiệt độ ra của dòng nóng T_h,out.