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
длинаT170 °C150 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 170 до 150 °C, а холодный нагревается с 20 до 30 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 170 → 150 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT115 °C80 °C?15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 115 до 80 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 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 = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 80 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT175 °C70 °C125 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 450 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 70 °C, а холодный нагревается с 15 до 125 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,85, U = 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 450 kWF = 0,85U = 300 W/(m²·K)Th: 175 → 70 °CTc: 15 → 125 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT120 °C105 °C25 °C70 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 460 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 120 до 105 °C, а холодный нагревается с 25 до 70 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 460 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 120 → 105 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 110 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 2,5 m² и U = 2500 W/(m²·K). Охлаждающая вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 25 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 110 °CA = 2,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT105 °C75 °C15,02 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 105 до 75 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. При U = 200 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 134,9 K
  2. 2. Tc,out = 67,75 °C
  3. 3. A = 33,64 m²
  4. 4. A = 15,31 m²
  5. 5. Tc,out = 78,63 °C
  6. 6. A = 4,101 m²

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