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
длинаT170 °C140 °C?10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 170 до 140 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 140 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Лёгкая

В теплообменнике лёгкое масло с расходом 2 kg/s (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) нагревается с 20 до 70 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 20 → 70 °C
Q̇ = kW
3.Средняя
длинаT105 °C20 °C55 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 105 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 20 до 55 °C. Коэффициент теплопередачи равен 3500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 105 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 55 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Средняя
длинаT120 °C20 °C70 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 120 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 20 до 70 °C. Коэффициент теплопередачи равен 1500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 120 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 70 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Сложная
длинаT125 °C??20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 4 kW/K. Горячий поток входит при 125 °C, а холодный — при 20 °C. Теплообменник имеет A = 6 m² и U = 200 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Сложная
длинаT145 °C??30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 1 kW/K. Горячий поток входит при 145 °C, а холодный — при 30 °C. Теплообменник имеет A = 3 m² и U = 500 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 30 °CA = 3 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ответы

  1. 1. Tc,out = 22,38 °C
  2. 2. Q̇ = 210 kW
  3. 3. A = 1,267 m²
  4. 4. A = 9,658 m²
  5. 5. Th,out = 100,8 °C
  6. 6. Th,out = 76 °C

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