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 этанол с расходом 1,2 kg/s (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) нагревается с 30 до 50 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 30 → 50 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT105 °C80 °C45 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 105 до 80 °C, а холодный нагревается с 30 до 45 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 105 → 80 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT170 °C105 °C125 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 750 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 170 до 105 °C, а холодный нагревается с 25 до 125 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,95, U = 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 750 kWF = 0,95U = 200 W/(m²·K)Th: 170 → 105 °CTc: 25 → 125 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT180 °C115 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 290 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 5 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 180 до 115 °C, а холодный нагревается с 20 до 65 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 290 kWA = 5 m²Th: 180 → 115 °CTc: 20 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.Сложная
длинаT125 °C65 °C91,77 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 125 до 65 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. При U = 800 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 65 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT155 °C130 °C33,84 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 155 до 130 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 130 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Q̇ = 58,56 kW
  2. 2. ΔTlm = 54,85 K
  3. 3. A = 64,89 m²
  4. 4. U = 613,3 W/(m²·K)
  5. 5. A = 4,83 m²
  6. 6. A = 3,335 m²

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