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

В теплообменнике гликолевая смесь с расходом 1,5 kg/s (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) нагревается с 30 до 80 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 1,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 30 → 80 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT115 °C90 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 2 m² и коэффициент теплопередачи 200 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 115 до 90 °C, а холодный нагревается с 30 до 100 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 2 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 90 °CTc: 30 → 100 °C
Q̇ = kW
3.Средняя
длинаT120 °C95 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 190 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 2,5 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 120 до 95 °C, а холодный нагревается с 20 до 65 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 190 kWA = 2,5 m²Th: 120 → 95 °CTc: 20 → 65 °C
U = W/(m²·K)
4.Средняя
длинаT80 °C45 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 270 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 80 до 45 °C, а холодный нагревается с 30 до 50 °C. Коэффициент теплопередачи 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 270 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 80 → 45 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT100 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 100 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 4 m² и U = 1500 W/(m²·K). Охлаждающая вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 20 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 100 °CA = 4 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT85 °C40 °C28,46 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 85 до 40 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. При U = 200 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Q̇ = 270 kW
  2. 2. Q̇ = 12,98 kW
  3. 3. U = 1307 W/(m²·K)
  4. 4. A = 62,38 m²
  5. 5. Tc,out = 50,42 °C
  6. 6. A = 14,55 m²

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