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

Phiếu bài tập Thiết bị trao đổi nhiệt (LMTD) miễn phí để in: 6 bài từ cơ bản đến mức đề thi, kèm đáp án. In ra hoặc lưu thành PDF.

Dành cho giảng viên: miễn phí in, sao chép và sử dụng trên lớp. Mỗi phiếu bài tập mới có số liệu mới và đáp án riêng. Chúng tôi rất cảm ơn nếu bạn đặt liên kết đến ExamProblems trên trang môn học.

Tên: ____________________   Ngày: ____________

1.Dễ
chiều dàiT155 °C85 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 155 xuống 85 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 25 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 155 → 85 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Dễ
chiều dàiT105 °C50 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 105 xuống 50 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 20 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 105 → 50 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
3.Trung bình
chiều dàiT110 °C95 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 50 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 110 xuống 95 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 25 đến 70 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 300 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 50 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 95 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
4.Trung bình
chiều dàiT110 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂hơi nước ngưng tụ

Trong một thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 110 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 30 lên 50 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 2000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Ts = 110 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 50 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.Khó
chiều dàiT160 °C90 °C77,75 °C25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 160 xuống 90 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 1 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 25 °C. Với U = 1000 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Khó
chiều dàiT130 °C50 °C?20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong một bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ngược chiều, dầu nóng (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 130 xuống 50 °C. Nước (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 20 °C. Ống trong có đường kính 50 mm, và U = 400 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 50 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Đáp án

  1. 1. ΔTlm = 99,99 K
  2. 2. ΔTlm = 59,7 K
  3. 3. A = 3,109 m²
  4. 4. A = 0,6013 m²
  5. 5. A = 3,009 m²
  6. 6. L = 72,11 m

Lời giải đầy đủ từng bước: hãy luyện chủ đề này trên examproblems.com.