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
длинаT100 °C60 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 100 до 60 °C, а холодный нагревается с 25 до 80 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 100 → 60 °CTc: 25 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT175 °C120 °C?10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 175 до 120 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,8 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 = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 120 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT125 °C75 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 240 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 125 до 75 °C, а холодный нагревается с 15 до 25 °C. Коэффициент теплопередачи 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 240 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 125 → 75 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT170 °C155 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 110 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 170 до 155 °C, а холодный нагревается с 30 до 70 °C. Коэффициент теплопередачи 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 110 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 170 → 155 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT90 °C55 °C?10 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 90 до 55 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 10 °C. Диаметр внутренней трубы 20 mm, а U = 500 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Сложная
длинаT90 °C35 °C32,7 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 90 до 35 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. При U = 200 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 35 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 26,8 K
  2. 2. Tc,out = 85,66 °C
  3. 3. A = 3,154 m²
  4. 4. A = 3,273 m²
  5. 5. L = 41,9 m
  6. 6. A = 24,36 m²

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