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 95 xuống 30 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 15 đến 60 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Một bộ trao đổi nhiệt ngược chiều có diện tích truyền nhiệt 4 m² và hệ số truyền nhiệt tổng quát 800 W/(m²·K). Lưu chất nóng nguội đi từ 175 xuống 140 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 20 lên 120 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ ống (một lượt qua vỏ, hai lượt qua ống) phải truyền 340 kW. Lưu chất nóng nguội đi từ 175 xuống 80 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 15 lên 165 °C. Hệ số hiệu chỉnh LMTD cho cách bố trí này là F = 0,88, và U = 800 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 70 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 120 xuống 55 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 35 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 300 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Dầu nóng (0,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 105 xuống 80 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 1,5 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 30 °C. Với U = 300 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 kW/K. Dòng nóng vào ở 100 °C và dòng lạnh vào ở 15 °C. Bộ trao đổi có A = 5 m² và U = 300 W/(m²·K). Tìm nhiệt độ ra của dòng nóng T_h,out.