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 °C50 °C95 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 20 m² и коэффициент теплопередачи 800 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 180 до 50 °C, а холодный нагревается с 30 до 95 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 20 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 50 °CTc: 30 → 95 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT110 °C80 °C?10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 110 до 80 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 80 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT110 °C75 °C10 °C50 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 70 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 1 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 110 до 75 °C, а холодный нагревается с 10 до 50 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 70 kWA = 1 m²Th: 110 → 75 °CTc: 10 → 50 °C
U = W/(m²·K)
4.Средняя
длинаT175 °C130 °C25 °C35 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 500 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 3 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 130 °C, а холодный нагревается с 25 до 35 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 500 kWA = 3 m²Th: 175 → 130 °CTc: 25 → 35 °C
U = W/(m²·K)
5.Сложная
длинаT150 °C70 °C38,92 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 150 до 70 °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 = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT80 °C45 °C31,98 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 80 до 45 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 25 °C. При U = 1500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Q̇ = 718,8 kW
  2. 2. Tc,out = 63,83 °C
  3. 3. U = 1294 W/(m²·K)
  4. 4. U = 1384 W/(m²·K)
  5. 5. A = 0,8356 m²
  6. 6. A = 1,823 m²

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