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
длинаT105 °C80 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 105 до 80 °C, а холодный нагревается с 30 до 75 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 105 → 80 °CTc: 30 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая

В теплообменнике этанол с расходом 0,2 kg/s (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) охлаждается с 90 до 60 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 0,2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 90 → 60 °C
Q̇ = kW
3.Средняя
длинаT115 °C80 °C30 °C60 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 90 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 115 до 80 °C, а холодный нагревается с 30 до 60 °C. Коэффициент теплопередачи 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 90 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 115 → 80 °CTc: 30 → 60 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT130 °C10 °C40 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 10 до 40 °C. Коэффициент теплопередачи равен 2000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 130 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 40 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.Сложная
длинаT130 °C100 °C?15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 130 до 100 °C. Вода (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 15 °C. Диаметр внутренней трубы 32 mm, а U = 200 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 100 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Сложная
длинаT180 °C120 °C48,01 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 180 до 120 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. При U = 1500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 120 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 39,15 K
  2. 2. Q̇ = 14,64 kW
  3. 3. A = 6,678 m²
  4. 4. A = 1,804 m²
  5. 5. L = 52,69 m
  6. 6. A = 1,17 m²

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