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
длинаT155 °C95 °C115 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 155 до 95 °C, а холодный нагревается с 15 до 115 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 155 → 95 °CTc: 15 → 115 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT110 °C70 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 110 до 70 °C, а холодный нагревается с 20 до 75 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 110 → 70 °CTc: 20 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT95 °C45 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 400 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 95 до 45 °C, а холодный нагревается с 25 до 80 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,9, U = 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 400 kWF = 0,9U = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 45 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT165 °C130 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 90 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 165 до 130 °C, а холодный нагревается с 20 до 35 °C. Коэффициент теплопередачи 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 90 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 130 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT155 °C65 °C60,14 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 155 до 65 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 30 °C. При U = 300 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT140 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 140 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 2 m² и U = 2000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 10 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 140 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 57,71 K
  2. 2. ΔTlm = 42,06 K
  3. 3. A = 51,14 m²
  4. 4. A = 0,7517 m²
  5. 5. A = 10,49 m²
  6. 6. Tc,out = 71,31 °C

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