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
длинаT105 °C85 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 105 до 85 °C, а холодный нагревается с 10 до 85 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 105 → 85 °CTc: 10 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT150 °C115 °C?15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 150 до 115 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 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: 150 → 115 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT95 °C50 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 200 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 95 до 50 °C, а холодный нагревается с 15 до 35 °C. Коэффициент теплопередачи 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 200 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 95 → 50 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT125 °C40 °C25 °C35 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 470 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 125 до 40 °C, а холодный нагревается с 25 до 35 °C. Коэффициент теплопередачи 1500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 470 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 125 → 40 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT140 °C90 °C?15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 140 до 90 °C. Вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 15 °C. Диаметр внутренней трубы 40 mm, а U = 300 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 90 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Сложная
длинаT115 °C??15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 1,5 kW/K. Горячий поток входит при 115 °C, а холодный — при 15 °C. Теплообменник имеет A = 5 m² и U = 500 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 115 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 41,61 K
  2. 2. Tc,out = 32,58 °C
  3. 3. A = 21,56 m²
  4. 4. A = 9,881 m²
  5. 5. L = 5,954 m
  6. 6. Th,out = 52,5 °C

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