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
длинаT110 °C50 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 110 до 50 °C, а холодный нагревается с 30 до 100 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 110 → 50 °CTc: 30 → 100 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая

В теплообменнике гликолевая смесь с расходом 2,5 kg/s (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) нагревается с 35 до 55 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 35 → 55 °C
Q̇ = kW
3.Средняя
длинаT135 °C90 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 190 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 135 до 90 °C, а холодный нагревается с 15 до 70 °C. Коэффициент теплопередачи 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 190 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 135 → 90 °CTc: 15 → 70 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT130 °C10 °C100 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 10 до 100 °C. Коэффициент теплопередачи равен 1500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 130 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 100 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Сложная
длинаT120 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 120 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 5 m² и U = 1000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 15 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 120 °CA = 5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT155 °C90 °C47,66 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 155 до 90 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 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: 155 → 90 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 14,43 K
  2. 2. Q̇ = 180 kW
  3. 3. A = 3,399 m²
  4. 4. A = 3,863 m²
  5. 5. Tc,out = 72,7 °C
  6. 6. A = 1,513 m²

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