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.

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
длинаT130 °C65 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 4 m² и коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 130 до 65 °C, а холодный нагревается с 25 до 100 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 4 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 65 °CTc: 25 → 100 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT150 °C125 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 150 до 125 °C, а холодный нагревается с 30 до 40 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 150 → 125 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT125 °C75 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 380 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 125 до 75 °C, а холодный нагревается с 25 до 40 °C. Коэффициент теплопередачи 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 380 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 125 → 75 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT120 °C90 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 790 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 120 до 90 °C, а холодный нагревается с 25 до 80 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,92, U = 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 790 kWF = 0,92U = 1000 W/(m²·K)Th: 120 → 90 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT115 °C95 °C45,14 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 115 до 95 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. При U = 1500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 95 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT160 °C115 °C?25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 160 до 115 °C. Вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 25 °C. Диаметр внутренней трубы 50 mm, а U = 200 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 115 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Ответы

  1. 1. Q̇ = 69,52 kW
  2. 2. ΔTlm = 102,3 K
  3. 3. A = 28,81 m²
  4. 4. A = 16,68 m²
  5. 5. A = 0,5614 m²
  6. 6. L = 18,13 m

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