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
длинаT175 °C110 °C140 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 110 °C, а холодный нагревается с 10 до 140 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 175 → 110 °CTc: 10 → 140 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT165 °C100 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 165 до 100 °C, а холодный нагревается с 15 до 35 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 165 → 100 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT100 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 100 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 20 до 35 °C. Коэффициент теплопередачи равен 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 100 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 35 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Средняя
длинаT130 °C75 °C20 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 90 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 130 до 75 °C, а холодный нагревается с 20 до 45 °C. Коэффициент теплопередачи 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 90 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 75 °CTc: 20 → 45 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT115 °C70 °C39,76 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 115 до 70 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. При U = 500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 70 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT130 °C??30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 1,5 kW/K. Горячий поток входит при 130 °C, а холодный — при 30 °C. Теплообменник имеет A = 5 m² и U = 200 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 130 °CTc,in = 30 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 61,92 K
  2. 2. ΔTlm = 105,9 K
  3. 3. A = 4,34 m²
  4. 4. A = 4,872 m²
  5. 5. A = 4,807 m²
  6. 6. Th,out = 90 °C

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