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.

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 °C65 °C115 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 3 m² и коэффициент теплопередачи 200 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 180 до 65 °C, а холодный нагревается с 20 до 115 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 3 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 180 → 65 °CTc: 20 → 115 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT180 °C100 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 180 до 100 °C, а холодный нагревается с 15 до 45 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 180 → 100 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT85 °C60 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 80 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 85 до 60 °C, а холодный нагревается с 30 до 40 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 80 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 85 → 60 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT135 °C40 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 50 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 135 до 40 °C, а холодный нагревается с 20 до 100 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,92, U = 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 50 kWF = 0,92U = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 40 °CTc: 20 → 100 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT105 °C45 °C60,89 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 105 до 45 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 25 °C. При U = 1000 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 45 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT150 °C105 °C89,28 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 150 до 105 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. При U = 500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 105 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Q̇ = 32,63 kW
  2. 2. ΔTlm = 108,1 K
  3. 3. A = 4,325 m²
  4. 4. A = 2,028 m²
  5. 5. A = 2,46 m²
  6. 6. A = 4,173 m²

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