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
длинаT180 °C75 °C155 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 180 до 75 °C, а холодный нагревается с 20 до 155 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 180 → 75 °CTc: 20 → 155 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT125 °C60 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 125 до 60 °C, а холодный нагревается с 25 до 70 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 125 → 60 °CTc: 25 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT120 °C65 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 360 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 120 до 65 °C, а холодный нагревается с 25 до 45 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,85, U = 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 360 kWF = 0,85U = 500 W/(m²·K)Th: 120 → 65 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT110 °C20 °C90 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 110 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 20 до 90 °C. Коэффициент теплопередачи равен 3000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 110 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 90 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Сложная
длинаT170 °C??25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 1 kW/K. Горячий поток входит при 170 °C, а холодный — при 25 °C. Теплообменник имеет A = 1,5 m² и U = 200 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 170 °CTc,in = 25 °CA = 1,5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Сложная
длинаT175 °C115 °C35,07 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 175 до 115 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 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: 175 → 115 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 38,05 K
  2. 2. ΔTlm = 44,25 K
  3. 3. A = 15,21 m²
  4. 4. A = 4,191 m²
  5. 5. Th,out = 136,5 °C
  6. 6. A = 1,086 m²

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