1.Лёгкая
В теплообменнике этанол с расходом 2,5 kg/s (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) нагревается с 30 до 85 °C. Найдите тепловой поток Q̇.
ṁ = 2,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 30 → 85 °C
Q̇ = kW
Теплообменники (LMTD): лист заданий с ответами
2.Лёгкая
В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 140 до 125 °C, а холодный нагревается с 20 до 75 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.
Th: 140 → 125 °CTc: 20 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
Прямоточный теплообменник передаёт 100 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 1 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 140 до 115 °C, а холодный нагревается с 30 до 95 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.
Q̇ = 100 kWA = 1 m²Th: 140 → 115 °CTc: 30 → 95 °C
U = W/(m²·K)
4.Средняя
Противоточный теплообменник передаёт 220 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 165 до 90 °C, а холодный нагревается с 20 до 30 °C. Коэффициент теплопередачи 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.
Q̇ = 220 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 90 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.Сложная
В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 150 до 65 °C. Вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 10 °C. Диаметр внутренней трубы 40 mm, а U = 200 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 65 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Сложная
В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 0,5 kW/K. Горячий поток входит при 125 °C, а холодный — при 10 °C. Теплообменник имеет A = 2 m² и U = 800 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.
Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 10 °CA = 2 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
Ответы
- 1. Q̇ = 335,5 kW
- 2. ΔTlm = 83,41 K
- 3. U = 1894 W/(m²·K)
- 4. A = 2,779 m²
- 5. L = 107,4 m
- 6. Th,out = 37,38 °C
Полные пошаговые решения: занимайтесь этой темой на examproblems.com.