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
длинаT80 °C60 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 80 до 60 °C, а холодный нагревается с 10 до 70 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 80 → 60 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT135 °C85 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 135 до 85 °C, а холодный нагревается с 20 до 60 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 135 → 85 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT160 °C70 °C145 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 80 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 160 до 70 °C, а холодный нагревается с 30 до 145 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,8, U = 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 80 kWF = 0,8U = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 70 °CTc: 30 → 145 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT120 °C70 °C20 °C60 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 200 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 120 до 70 °C, а холодный нагревается с 20 до 60 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 200 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 120 → 70 °CTc: 20 → 60 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT160 °C100 °C?10 °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 160 до 100 °C. Вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 10 °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: 160 → 100 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Сложная
длинаT120 °C80 °C31,51 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 120 до 80 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. При U = 800 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 80 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 24,85 K
  2. 2. ΔTlm = 69,88 K
  3. 3. A = 4,904 m²
  4. 4. A = 10,23 m²
  5. 5. L = 50,52 m
  6. 6. A = 2,265 m²

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