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
длинаT85 °C30 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 85 до 30 °C, а холодный нагревается с 10 до 70 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 85 → 30 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT175 °C95 °C145 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 95 °C, а холодный нагревается с 20 до 145 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 175 → 95 °CTc: 20 → 145 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT155 °C140 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 160 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 12 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 155 до 140 °C, а холодный нагревается с 10 до 30 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 160 kWA = 12 m²Th: 155 → 140 °CTc: 10 → 30 °C
U = W/(m²·K)
4.Средняя
длинаT85 °C65 °C60 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 290 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 85 до 65 °C, а холодный нагревается с 30 до 60 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,85, U = 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 290 kWF = 0,85U = 200 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 30 → 60 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT80 °C??30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 1 kW/K. Горячий поток входит при 80 °C, а холодный — при 30 °C. Теплообменник имеет A = 3 m² и U = 300 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 30 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Сложная
длинаT90 °C60 °C31,96 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 90 до 60 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. При U = 300 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 17,38 K
  2. 2. ΔTlm = 49,11 K
  3. 3. U = 105,2 W/(m²·K)
  4. 4. A = 57,4 m²
  5. 5. Th,out = 56,32 °C
  6. 6. A = 10,32 m²

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