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 °C80 °C?20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 140 до 80 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 80 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
2.Лёгкая
длинаT180 °C155 °C30 °C145 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 180 до 155 °C, а холодный нагревается с 30 до 145 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 180 → 155 °CTc: 30 → 145 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT175 °C105 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 380 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 105 °C, а холодный нагревается с 15 до 70 °C. Коэффициент теплопередачи 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 380 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 175 → 105 °CTc: 15 → 70 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT125 °C75 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 670 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 125 до 75 °C, а холодный нагревается с 25 до 45 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,9, U = 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 670 kWF = 0,9U = 200 W/(m²·K)Th: 125 → 75 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT145 °C65 °C55,19 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 145 до 65 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. При U = 800 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 65 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT135 °C95 °C101,8 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 135 до 95 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 30 °C. При U = 1500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 95 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Tc,out = 43,92 °C
  2. 2. ΔTlm = 51,7 K
  3. 3. A = 4,881 m²
  4. 4. A = 58,32 m²
  5. 5. A = 3,089 m²
  6. 6. A = 2,112 m²

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