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
длинаT155 °C50 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 155 до 50 °C, а холодный нагревается с 25 до 50 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 155 → 50 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT130 °C75 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 130 до 75 °C, а холодный нагревается с 15 до 110 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 130 → 75 °CTc: 15 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT145 °C120 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 730 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 145 до 120 °C, а холодный нагревается с 25 до 90 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,9, U = 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 730 kWF = 0,9U = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 120 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT135 °C65 °C10 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 470 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 12 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 135 до 65 °C, а холодный нагревается с 10 до 40 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 470 kWA = 12 m²Th: 135 → 65 °CTc: 10 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.Сложная
длинаT165 °C105 °C40,1 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 165 до 105 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. При U = 1000 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 165 → 105 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT105 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 105 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 1 m² и U = 1000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 15 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 105 °CA = 1 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 55,75 K
  2. 2. ΔTlm = 36,41 K
  3. 3. A = 36,94 m²
  4. 4. U = 630,4 W/(m²·K)
  5. 5. A = 1,215 m²
  6. 6. Tc,out = 49,22 °C

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