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
длинаT110 °C65 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 110 до 65 °C, а холодный нагревается с 30 до 55 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 110 → 65 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT140 °C65 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 140 до 65 °C, а холодный нагревается с 25 до 70 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 140 → 65 °CTc: 25 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT175 °C120 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 180 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 120 °C, а холодный нагревается с 20 до 85 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,8, U = 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 180 kWF = 0,8U = 800 W/(m²·K)Th: 175 → 120 °CTc: 20 → 85 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT90 °C55 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 50 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 90 до 55 °C, а холодный нагревается с 15 до 75 °C. Коэффициент теплопередачи 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 50 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 55 °CTc: 15 → 75 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT130 °C75 °C?15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 130 до 75 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 15 °C. Диаметр внутренней трубы 32 mm, а U = 250 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Сложная
длинаT130 °C85 °C46,96 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 130 до 85 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 30 °C. При U = 200 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 44,25 K
  2. 2. ΔTlm = 53,61 K
  3. 3. A = 2,963 m²
  4. 4. A = 9,808 m²
  5. 5. L = 66,15 m
  6. 6. A = 10,41 m²

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