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
длинаT165 °C120 °C25 °C70 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 165 до 120 °C, а холодный нагревается с 25 до 70 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 165 → 120 °CTc: 25 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT135 °C120 °C125 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 135 до 120 °C, а холодный нагревается с 20 до 125 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 135 → 120 °CTc: 20 → 125 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT120 °C10 °C105 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 120 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 10 до 105 °C. Коэффициент теплопередачи равен 2500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 120 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 105 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.Средняя
длинаT145 °C105 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 430 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 145 до 105 °C, а холодный нагревается с 25 до 100 °C. Коэффициент теплопередачи 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 430 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 105 °CTc: 25 → 100 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT140 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 140 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 1,5 m² и U = 2500 W/(m²·K). Охлаждающая вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 15 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 140 °CA = 1,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT175 °C85 °C80,29 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 175 до 85 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. При U = 500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 87,41 K
  2. 2. ΔTlm = 39,09 K
  3. 3. A = 9,994 m²
  4. 4. A = 23,56 m²
  5. 5. Tc,out = 60,18 °C
  6. 6. A = 9,579 m²

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