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 180 xuống 130 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 130 °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 95 xuống 80 °C và lưu chất lạnh nóng lên từ 10 lên 55 °C. Tìm công suất truyền nhiệt Q̇.

Trong một thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 130 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 10 lên 90 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 2000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một thiết bị trao đổi nhiệt xuôi dòng truyền 470 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 140 xuống 120 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 30 đến 90 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 1000 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 = 0,5 kW/K. Dòng nóng vào ở 125 °C và dòng lạnh vào ở 25 °C. Bộ trao đổi có A = 5 m² và U = 300 W/(m²·K). Tìm nhiệt độ ra của dòng nóng T_h,out.

Dầu nóng (1 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 145 xuống 125 °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 15 °C. Với U = 300 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.