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 dàiT105 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 105 xuống 60 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 0,5 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 10 °C. Không có nhiệt thất thoát ra môi trường. Tìm nhiệt độ nước ra Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Dễ
chiều dàiT160 °C135 °C130 °C20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 160 xuống 135 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 130 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 160 → 135 °CTc: 20 → 130 °C
ΔTlm = K
3.Trung bình
chiều dàiT140 °C25 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 610 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 140 xuống 25 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 85 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,92, và U = 800 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 610 kWF = 0,92U = 800 W/(m²·K)Th: 140 → 25 °CTc: 10 → 85 °C
A = m²
4.Trung bình
chiều dàiT155 °C95 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 450 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 155 xuống 95 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 85 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 1500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 450 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 155 → 95 °CTc: 20 → 85 °C
A = m²
5.Khó
chiều dàiT135 °C100 °C100,3 °C30 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 135 xuống 100 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 0,5 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 30 °C. Với U = 200 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 100 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Khó
chiều dàiT135 °C90 °C77,82 °C10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 135 xuống 90 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 0,5 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 10 °C. Với U = 800 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 90 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Đáp án

  1. 1. Tc,out = 77,82 °C
  2. 2. ΔTlm = 63,26 K
  3. 3. A = 26,92 m²
  4. 4. A = 4,14 m²
  5. 5. A = 14,62 m²
  6. 6. A = 2,608 m²

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