Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 5 m² и коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 90 до 40 °C, а холодный нагревается с 20 до 40 °C. Найдите тепловой поток Q̇.
Теплообменники (LMTD): лист заданий с ответами
Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 115 до 50 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.
Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 130 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 95 до 55 °C, а холодный нагревается с 15 до 30 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,92, U = 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.
Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 440 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 95 до 30 °C, а холодный нагревается с 10 до 55 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,85, U = 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.
Пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 2,5 m² и U = 3000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 10 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.
В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 110 до 60 °C. Вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 15 °C. Диаметр внутренней трубы 50 mm, а U = 200 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.
Ответы
- 1. Q̇ = 81,85 kW
- 2. Tc,out = 45,77 °C
- 3. A = 2,744 m²
- 4. A = 22,43 m²
- 5. Tc,out = 93,72 °C
- 6. L = 18,24 m
Полные пошаговые решения: занимайтесь этой темой на examproblems.com.