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
длинаT90 °C75 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 90 до 75 °C, а холодный нагревается с 20 до 40 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 90 → 75 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая

В теплообменнике лёгкое масло с расходом 2 kg/s (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 110 до 95 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 110 → 95 °C
Q̇ = kW
3.Средняя
длинаT170 °C75 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 180 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 170 до 75 °C, а холодный нагревается с 15 до 60 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,8, U = 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 180 kWF = 0,8U = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 75 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT115 °C100 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 310 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 115 до 100 °C, а холодный нагревается с 25 до 45 °C. Коэффициент теплопередачи 1500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 310 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 100 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT85 °C??30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 0,5 kW/K. Горячий поток входит при 85 °C, а холодный — при 30 °C. Теплообменник имеет A = 3 m² и U = 300 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 30 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Сложная
длинаT135 °C55 °C54,35 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 135 до 55 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 25 °C. При U = 800 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 52,46 K
  2. 2. Q̇ = 63 kW
  3. 3. A = 2,728 m²
  4. 4. A = 2,908 m²
  5. 5. Th,out = 49,64 °C
  6. 6. A = 8,981 m²

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