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
длинаT160 °C100 °C15 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 160 до 100 °C, а холодный нагревается с 15 до 65 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 160 → 100 °CTc: 15 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая

В теплообменнике гликолевая смесь с расходом 2 kg/s (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) охлаждается с 85 до 40 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 85 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Средняя
длинаT160 °C80 °C145 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 140 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 160 до 80 °C, а холодный нагревается с 25 до 145 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,92, U = 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 140 kWF = 0,92U = 300 W/(m²·K)Th: 160 → 80 °CTc: 25 → 145 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT85 °C50 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 630 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 85 до 50 °C, а холодный нагревается с 15 до 45 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,92, U = 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 630 kWF = 0,92U = 500 W/(m²·K)Th: 85 → 50 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT85 °C60 °C19,17 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 85 до 60 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. При U = 1500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT170 °C??15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 0,5 kW/K. Горячий поток входит при 170 °C, а холодный — при 15 °C. Теплообменник имеет A = 4 m² и U = 200 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 170 °CTc,in = 15 °CA = 4 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 77,39 K
  2. 2. Q̇ = 324 kW
  3. 3. A = 16,48 m²
  4. 4. A = 36,58 m²
  5. 5. A = 1,332 m²
  6. 6. Th,out = 74,62 °C

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