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

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 120 xuống 80 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 15 đến 90 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Dầu nóng (1 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 110 xuống 75 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 0,5 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 10 °C. Không có nhiệt thất thoát ra môi trường. Tìm nhiệt độ nước ra T_c,out.

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 530 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 100 xuống 50 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 15 lên 75 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,95, và U = 500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 500 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 145 xuống 105 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 90 °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 = 2,3 kJ/(kg·K)) chảy trong ống trong và nguội đi từ 115 xuống 55 °C. Nước (0,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) trong khoảng vành khuyên vào ở 10 °C. Ống trong có đường kính 20 mm, và U = 400 W/(m²·K) tính theo đường kính này. Tìm chiều dài ống L cần thiết.

Dầu nóng (2 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 170 xuống 105 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 0,5 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 15 °C. Với U = 500 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.