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

В теплообменнике этанол с расходом 2,5 kg/s (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) охлаждается с 65 до 30 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 65 → 30 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая

В теплообменнике вода с расходом 1 kg/s (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) нагревается с 35 до 85 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 35 → 85 °C
Q̇ = kW
3.Средняя
длинаT110 °C75 °C30 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 350 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 110 до 75 °C, а холодный нагревается с 30 до 65 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 350 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 75 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT140 °C30 °C60 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 140 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 30 до 60 °C. Коэффициент теплопередачи равен 3500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 140 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 60 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Сложная
длинаT175 °C??20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 3 kW/K. Горячий поток входит при 175 °C, а холодный — при 20 °C. Теплообменник имеет A = 3 m² и U = 300 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 175 °CTc,in = 20 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Сложная
длинаT120 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 120 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 8 m² и U = 2000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 30 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 120 °CA = 8 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Ответы

  1. 1. Q̇ = 213,5 kW
  2. 2. Q̇ = 209 kW
  3. 3. A = 20,79 m²
  4. 4. A = 1,902 m²
  5. 5. Th,out = 139,2 °C
  6. 6. Tc,out = 94,87 °C

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