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
длинаT100 °C50 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 100 до 50 °C, а холодный нагревается с 30 до 55 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 100 → 50 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT150 °C130 °C130 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 4 m² и коэффициент теплопередачи 1500 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 150 до 130 °C, а холодный нагревается с 30 до 130 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 4 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 150 → 130 °CTc: 30 → 130 °C
Q̇ = kW
3.Средняя
длинаT140 °C100 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 100 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 2 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 140 до 100 °C, а холодный нагревается с 30 до 50 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 100 kWA = 2 m²Th: 140 → 100 °CTc: 30 → 50 °C
U = W/(m²·K)
4.Средняя
длинаT155 °C115 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 450 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 155 до 115 °C, а холодный нагревается с 15 до 85 °C. Коэффициент теплопередачи 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 450 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 155 → 115 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT110 °C85 °C38,37 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 110 до 85 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 30 °C. При U = 800 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 85 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT130 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 3 m² и U = 2000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 10 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 130 °CA = 3 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 30,83 K
  2. 2. Q̇ = 298,2 kW
  3. 3. U = 657 W/(m²·K)
  4. 4. A = 5,35 m²
  5. 5. A = 2,085 m²
  6. 6. Tc,out = 55,63 °C

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