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
длинаT80 °C60 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 80 до 60 °C, а холодный нагревается с 20 до 70 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 80 → 60 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT155 °C90 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 155 до 90 °C, а холодный нагревается с 10 до 20 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 155 → 90 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT130 °C115 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 470 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 130 до 115 °C, а холодный нагревается с 30 до 55 °C. Коэффициент теплопередачи 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 470 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 130 → 115 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT120 °C75 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 90 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 2 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 120 до 75 °C, а холодный нагревается с 15 до 30 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 90 kWA = 2 m²Th: 120 → 75 °CTc: 15 → 30 °C
U = W/(m²·K)
5.Сложная
длинаT140 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 140 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 1 m² и U = 2000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 25 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 140 °CA = 1 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT120 °C70 °C?25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 120 до 70 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 25 °C. Диаметр внутренней трубы 20 mm, а U = 500 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 70 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 21,64 K
  2. 2. ΔTlm = 103 K
  3. 3. A = 29,41 m²
  4. 4. U = 635,5 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 56,41 °C
  6. 6. L = 13,54 m

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