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
длинаT140 °C90 °C15 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 140 до 90 °C, а холодный нагревается с 15 до 65 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 140 → 90 °CTc: 15 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT115 °C80 °C?25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 115 до 80 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 25 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 80 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT115 °C45 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 360 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 115 до 45 °C, а холодный нагревается с 20 до 30 °C. Коэффициент теплопередачи 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 360 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 45 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT110 °C75 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 380 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 110 до 75 °C, а холодный нагревается с 10 до 30 °C. Коэффициент теплопередачи 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 380 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 75 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT100 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 100 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 3 m² и U = 2500 W/(m²·K). Охлаждающая вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 25 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 100 °CA = 3 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT90 °C60 °C?15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,8 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 90 до 60 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 15 °C. Диаметр внутренней трубы 20 mm, а U = 400 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 62,13 K
  2. 2. Tc,out = 45,93 °C
  3. 3. A = 36,71 m²
  4. 4. A = 17,53 m²
  5. 5. Tc,out = 69,42 °C
  6. 6. L = 50,53 m

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