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
длинаT180 °C55 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 180 до 55 °C, а холодный нагревается с 20 до 40 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 180 → 55 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT150 °C50 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 150 до 50 °C, а холодный нагревается с 10 до 45 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 150 → 50 °CTc: 10 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT175 °C70 °C110 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 140 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 70 °C, а холодный нагревается с 10 до 110 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,8, U = 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 140 kWF = 0,8U = 200 W/(m²·K)Th: 175 → 70 °CTc: 10 → 110 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT130 °C25 °C85 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 25 до 85 °C. Коэффициент теплопередачи равен 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 130 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 85 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Сложная
длинаT140 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 140 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 2 m² и U = 2000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 30 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 140 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT150 °C95 °C?20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 150 до 95 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 20 °C. Диаметр внутренней трубы 25 mm, а U = 500 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 95 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 61,26 K
  2. 2. ΔTlm = 67,35 K
  3. 3. A = 14,01 m²
  4. 4. A = 1,771 m²
  5. 5. Tc,out = 123,8 °C
  6. 6. L = 7,135 m

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