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
длинаT135 °C50 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 135 до 50 °C, а холодный нагревается с 20 до 75 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 135 → 50 °CTc: 20 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT160 °C40 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 160 до 40 °C, а холодный нагревается с 15 до 110 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 160 → 40 °CTc: 15 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT115 °C100 °C10 °C85 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 250 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 115 до 100 °C, а холодный нагревается с 10 до 85 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 250 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 115 → 100 °CTc: 10 → 85 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT120 °C25 °C50 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 120 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 25 до 50 °C. Коэффициент теплопередачи равен 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 120 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 50 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Сложная
длинаT130 °C40 °C27,94 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 130 до 40 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. При U = 500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 40 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT100 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 100 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 6 m² и U = 1500 W/(m²·K). Охлаждающая вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 30 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 100 °CA = 6 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 43,28 K
  2. 2. ΔTlm = 36,07 K
  3. 3. A = 10,81 m²
  4. 4. A = 6,382 m²
  5. 5. A = 7,646 m²
  6. 6. Tc,out = 83,34 °C

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