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
длинаT180 °C130 °C?15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 180 до 130 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,8 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 130 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Лёгкая
длинаT170 °C130 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 170 до 130 °C, а холодный нагревается с 20 до 80 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 170 → 130 °CTc: 20 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT135 °C75 °C110 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 210 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 135 до 75 °C, а холодный нагревается с 20 до 110 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 210 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 135 → 75 °CTc: 20 → 110 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT165 °C110 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 430 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 165 до 110 °C, а холодный нагревается с 25 до 55 °C. Коэффициент теплопередачи 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 430 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 110 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT145 °C??15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 0,5 kW/K. Горячий поток входит при 145 °C, а холодный — при 15 °C. Теплообменник имеет A = 1,5 m² и U = 500 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 15 °CA = 1,5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Сложная
длинаT110 °C75 °C45,93 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 110 до 75 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 25 °C. При U = 800 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Tc,out = 66,58 °C
  2. 2. ΔTlm = 91,02 K
  3. 3. A = 11,04 m²
  4. 4. A = 5,543 m²
  5. 5. Th,out = 67 °C
  6. 6. A = 0,9638 m²

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