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
длинаT120 °C75 °C?10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 120 до 75 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 75 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Лёгкая
длинаT170 °C130 °C?25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 170 до 130 °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 = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 130 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT110 °C70 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 70 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 110 до 70 °C, а холодный нагревается с 10 до 90 °C. Коэффициент теплопередачи 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 70 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 70 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT120 °C90 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 330 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 120 до 90 °C, а холодный нагревается с 30 до 100 °C. Коэффициент теплопередачи 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 330 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 90 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT105 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 105 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 8 m² и U = 1500 W/(m²·K). Охлаждающая вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 20 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 105 °CA = 8 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT105 °C55 °C40,12 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 105 до 55 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. При U = 200 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 55 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Tc,out = 59,52 °C
  2. 2. Tc,out = 75,24 °C
  3. 3. A = 2,403 m²
  4. 4. A = 11,33 m²
  5. 5. Tc,out = 72,35 °C
  6. 6. A = 5,103 m²

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