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
длинаT175 °C60 °C120 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 60 °C, а холодный нагревается с 10 до 120 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 175 → 60 °CTc: 10 → 120 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT100 °C50 °C?30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 100 до 50 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 30 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT120 °C25 °C50 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 120 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 25 до 50 °C. Коэффициент теплопередачи равен 2000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 120 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 50 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Средняя
длинаT145 °C95 °C30 °C85 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 80 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 145 до 95 °C, а холодный нагревается с 30 до 85 °C. Коэффициент теплопередачи 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 80 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 145 → 95 °CTc: 30 → 85 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT90 °C35 °C37,63 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 90 до 35 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 35 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT125 °C75 °C?15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 125 до 75 °C. Вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 15 °C. Диаметр внутренней трубы 20 mm, а U = 200 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 75 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 52,46 K
  2. 2. Tc,out = 66,68 °C
  3. 3. A = 0,9574 m²
  4. 4. A = 2,326 m²
  5. 5. A = 9,362 m²
  6. 6. L = 34,73 m

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