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
длинаT165 °C105 °C145 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 10 m² и коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 165 до 105 °C, а холодный нагревается с 20 до 145 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 10 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 165 → 105 °CTc: 20 → 145 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT125 °C75 °C20 °C70 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 125 до 75 °C, а холодный нагревается с 20 до 70 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 125 → 75 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT125 °C110 °C20 °C95 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 150 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 12 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 125 до 110 °C, а холодный нагревается с 20 до 95 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 150 kWA = 12 m²Th: 125 → 110 °CTc: 20 → 95 °C
U = W/(m²·K)
4.Средняя
длинаT115 °C85 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 460 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 12 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 115 до 85 °C, а холодный нагревается с 10 до 65 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 460 kWA = 12 m²Th: 115 → 85 °CTc: 10 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.Сложная
длинаT145 °C115 °C?25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 145 до 115 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 25 °C. Диаметр внутренней трубы 25 mm, а U = 400 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 115 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Сложная
длинаT110 °C60 °C34,95 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 110 до 60 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Q̇ = 224,6 kW
  2. 2. ΔTlm = 32,85 K
  3. 3. U = 270,3 W/(m²·K)
  4. 4. U = 747,8 W/(m²·K)
  5. 5. L = 28,59 m
  6. 6. A = 4,208 m²

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