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 dàiT165 °C150 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 165 xuống 150 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 50 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 165 → 150 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Dễ
chiều dàiT125 °C105 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 125 xuống 105 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 70 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 125 → 105 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Trung bình
chiều dàiT100 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂hơi nước ngưng tụ

Trong một thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 100 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 10 lên 65 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 3500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Ts = 100 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 65 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Trung bình
chiều dàiT95 °C35 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều truyền 70 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 4 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 95 xuống 35 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 65 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.

Q̇ = 70 kWA = 4 m²Th: 95 → 35 °CTc: 10 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.Khó
chiều dàiT155 °C110 °C26,73 °C20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 155 xuống 110 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 2 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 20 °C. Với U = 200 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 110 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Khó
chiều dàiT150 °C85 °C53,84 °C30 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 150 xuống 85 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 3 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 30 °C. Với U = 1000 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 85 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Đáp án

  1. 1. ΔTlm = 122,3 K
  2. 2. ΔTlm = 68,92 K
  3. 3. A = 4,512 m²
  4. 4. U = 638,1 W/(m²·K)
  5. 5. A = 2,604 m²
  6. 6. A = 4,059 m²

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