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
длинаT170 °C140 °C?25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 170 до 140 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,8 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 25 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 140 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
2.Лёгкая
длинаT130 °C50 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 130 до 50 °C, а холодный нагревается с 15 до 30 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 130 → 50 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT130 °C70 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 170 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 130 до 70 °C, а холодный нагревается с 10 до 20 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 170 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 70 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT100 °C55 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 210 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 100 до 55 °C, а холодный нагревается с 20 до 90 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 210 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 100 → 55 °CTc: 20 → 90 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT160 °C110 °C33,76 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 160 до 110 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. При U = 500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 110 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 4 m² и U = 2000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 20 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 130 °CA = 4 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Ответы

  1. 1. Tc,out = 36,21 °C
  2. 2. ΔTlm = 61,92 K
  3. 3. A = 4,252 m²
  4. 4. A = 21,05 m²
  5. 5. A = 2,147 m²
  6. 6. Tc,out = 87,75 °C

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