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 dàiT100 °C60 °C?30 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 100 xuống 60 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 0,8 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 30 °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: 100 → 60 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Dễ

Trong một bộ trao đổi nhiệt, 2 kg/s ethanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) được đun nóng từ 15 lên 85 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 15 → 85 °C
Q̇ = kW
3.Trung bình
chiều dàiT95 °C60 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 260 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 95 xuống 60 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 65 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 260 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 95 → 60 °CTc: 20 → 65 °C
A = m²
4.Trung bình
chiều dàiT170 °C35 °C120 °C20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 30 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 170 xuống 35 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 120 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 1000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 30 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 35 °CTc: 20 → 120 °C
A = m²
5.Khó
chiều dàiT115 °C55 °C25,07 °C10 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 115 xuống 55 °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 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: 115 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Khó
chiều dàiT105 °C55 °C21,28 °C15 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 105 xuống 55 °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 15 °C. Với U = 1000 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Đáp án

  1. 1. Tc,out = 67,68 °C
  2. 2. Q̇ = 341,6 kW
  3. 3. A = 7,48 m²
  4. 4. A = 1,032 m²
  5. 5. A = 3,641 m²
  6. 6. A = 0,8869 m²

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