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
длинаT130 °C110 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 130 до 110 °C, а холодный нагревается с 15 до 85 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 130 → 110 °CTc: 15 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT180 °C125 °C?25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 180 до 125 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 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 = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 125 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT140 °C25 °C65 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 140 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 25 до 65 °C. Коэффициент теплопередачи равен 2000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 140 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 65 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Средняя
длинаT170 °C95 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 410 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 170 до 95 °C, а холодный нагревается с 20 до 90 °C. Коэффициент теплопередачи 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 410 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 170 → 95 °CTc: 20 → 90 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT110 °C85 °C24,95 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 110 до 85 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. При U = 500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT130 °C70 °C?25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 130 до 70 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 25 °C. Диаметр внутренней трубы 50 mm, а U = 200 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 70 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 66,92 K
  2. 2. Tc,out = 90,79 °C
  3. 3. A = 0,8934 m²
  4. 4. A = 26,46 m²
  5. 5. A = 2,346 m²
  6. 6. L = 25,49 m

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