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

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 15 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 1500 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 125 xuống 105 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 30 lên 75 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 95 xuống 35 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 55 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 170 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 110 xuống 55 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 100 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 200 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 420 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 120 xuống 90 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 100 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,88, và U = 200 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Trong một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều, cả hai dòng có cùng công suất nhiệt dung, ṁ·c_p = 1,5 kW/K. Dòng nóng vào ở 125 °C và dòng lạnh vào ở 10 °C. Bộ trao đổi có A = 6 m² và U = 200 W/(m²·K). Tìm nhiệt độ ra của dòng nóng T_h,out.

Dầu nóng (1 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 165 xuống 35 °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 10 °C. Với U = 300 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.