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
длинаT160 °C120 °C105 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 160 до 120 °C, а холодный нагревается с 10 до 105 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 160 → 120 °CTc: 10 → 105 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT170 °C140 °C?10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 170 до 140 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 140 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT100 °C80 °C25 °C75 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 90 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 100 до 80 °C, а холодный нагревается с 25 до 75 °C. Коэффициент теплопередачи 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 90 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 80 °CTc: 25 → 75 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT135 °C40 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 360 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 5 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 135 до 40 °C, а холодный нагревается с 10 до 20 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 360 kWA = 5 m²Th: 135 → 40 °CTc: 10 → 20 °C
U = W/(m²·K)
5.Сложная
длинаT125 °C??20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 1 kW/K. Горячий поток входит при 125 °C, а холодный — при 20 °C. Теплообменник имеет A = 2 m² и U = 800 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 20 °CA = 2 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Сложная
длинаT130 °C60 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 130 до 60 °C. Вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 15 °C. Диаметр внутренней трубы 25 mm, а U = 500 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 60 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 79,35 K
  2. 2. Tc,out = 15,5 °C
  3. 3. A = 17,41 m²
  4. 4. U = 1257 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 60,38 °C
  6. 6. L = 108,6 m

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