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 dàiT175 °C50 °C?25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 175 xuống 50 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 3 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 25 °C. Không có nhiệt thất thoát ra môi trường. Tìm nhiệt độ nước ra Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
2.Dễ
chiều dàiT150 °C75 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂xuôi dòng

Trong bộ trao đổi nhiệt cùng chiều, lưu chất nóng nguội đi từ 150 xuống 75 °C trong khi lưu chất lạnh nóng lên từ 25 lên 55 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔTlm.

Th: 150 → 75 °CTc: 25 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Trung bình
chiều dàiT115 °C35 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 330 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 115 xuống 35 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 35 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 800 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Q̇ = 330 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 115 → 35 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
4.Trung bình
chiều dàiT120 °C100 °C30 °C65 °CΔT₁ΔT₂xuôi dòng

Một bộ trao đổi nhiệt cùng chiều truyền 300 kW. Diện tích truyền nhiệt của nó là 2 m². Lưu chất nóng nguội đi từ 120 xuống 100 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 30 lên 65 °C. Tìm hệ số truyền nhiệt tổng quát U.

Q̇ = 300 kWA = 2 m²Th: 120 → 100 °CTc: 30 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.Khó
chiều dàiT110 °C60 °C39,17 °C30 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 110 xuống 60 °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 = 300 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Khó
chiều dàiT165 °C70 °C81,82 °C25 °CΔT₁ΔT₂ngược dòng

Dầu nóng (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 165 xuống 70 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 1 kg/s nước (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 25 °C. Với U = 300 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Đáp án

  1. 1. Tc,out = 62,38 °C
  2. 2. ΔTlm = 57,3 K
  3. 3. A = 10,62 m²
  4. 4. U = 2576 W/(m²·K)
  5. 5. A = 8,066 m²
  6. 6. A = 12,74 m²

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