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 °C120 °C?15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 170 до 120 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,8 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 120 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Лёгкая
длинаT120 °C95 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 1,5 m² и коэффициент теплопередачи 200 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 120 до 95 °C, а холодный нагревается с 20 до 75 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 1,5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 95 °CTc: 20 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Средняя
длинаT130 °C95 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 490 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 130 до 95 °C, а холодный нагревается с 20 до 40 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 490 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT135 °C35 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 380 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 135 до 35 °C, а холодный нагревается с 15 до 110 °C. Коэффициент теплопередачи 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 380 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 135 → 35 °CTc: 15 → 110 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT120 °C90 °C23,25 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 120 до 90 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. При U = 800 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT120 °C100 °C38,25 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 120 до 100 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 30 °C. При U = 800 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 100 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Tc,out = 32,19 °C
  2. 2. Q̇ = 17,62 kW
  3. 3. A = 12,35 m²
  4. 4. A = 21,2 m²
  5. 5. A = 1,01 m²
  6. 6. A = 1,139 m²

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