Теплообменники (LMTD): лист заданий с ответами

Бесплатный лист заданий для печати по теме «Теплообменники (LMTD)»: 6 задач от простых до экзаменационного уровня, с ответами. Распечатайте его или сохраните как PDF.

Новый лист заданийЗаниматься онлайн с подсказками

Для преподавателей: можно бесплатно печатать, копировать и использовать на занятиях. Каждый новый лист содержит новые значения и собственные ответы. Будем благодарны за ссылку на ExamProblems на странице вашего курса.

Имя: ____________________   Дата: ____________

1.Лёгкая
длинаT90 °C70 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 90 до 70 °C, а холодный нагревается с 20 до 50 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 90 → 70 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT110 °C55 °C?20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 110 до 55 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,8 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 55 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT180 °C120 °C105 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 200 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 180 до 120 °C, а холодный нагревается с 10 до 105 °C. Коэффициент теплопередачи 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 200 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 120 °CTc: 10 → 105 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT145 °C70 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 50 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 145 до 70 °C, а холодный нагревается с 30 до 55 °C. Коэффициент теплопередачи 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 50 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 145 → 70 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT160 °C??30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 0,5 kW/K. Горячий поток входит при 160 °C, а холодный — при 30 °C. Теплообменник имеет A = 1,5 m² и U = 800 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 160 °CTc,in = 30 °CA = 1,5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Сложная
длинаT100 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 100 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 2 m² и U = 1500 W/(m²·K). Охлаждающая вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 10 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 100 °CA = 2 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 44,81 K
  2. 2. Tc,out = 37,27 °C
  3. 3. A = 2,736 m²
  4. 4. A = 1,273 m²
  5. 5. Th,out = 68,24 °C
  6. 6. Tc,out = 37,14 °C

Полные пошаговые решения: занимайтесь этой темой на examproblems.com.