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

В теплообменнике этанол с расходом 2 kg/s (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) охлаждается с 85 до 35 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 85 → 35 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT80 °C35 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 20 m² и коэффициент теплопередачи 1000 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 80 до 35 °C, а холодный нагревается с 20 до 35 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 20 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 80 → 35 °CTc: 20 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Средняя
длинаT140 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 140 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 30 до 50 °C. Коэффициент теплопередачи равен 2500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 140 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 50 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.Средняя
длинаT165 °C150 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 170 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 25 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 165 до 150 °C, а холодный нагревается с 30 до 105 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 170 kWA = 25 m²Th: 165 → 150 °CTc: 30 → 105 °C
U = W/(m²·K)
5.Сложная
длинаT95 °C60 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 95 до 60 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 20 °C. Диаметр внутренней трубы 25 mm, а U = 150 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 95 → 60 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Сложная
длинаT125 °C40 °C79,06 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 125 до 40 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1 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: 125 → 40 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Q̇ = 244 kW
  2. 2. Q̇ = 546,1 kW
  3. 3. A = 1,678 m²
  4. 4. U = 78,56 W/(m²·K)
  5. 5. L = 142,7 m
  6. 6. A = 5,186 m²

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