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
длинаT125 °C55 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 125 до 55 °C, а холодный нагревается с 25 до 75 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 125 → 55 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT100 °C30 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 100 до 30 °C, а холодный нагревается с 15 до 25 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 100 → 30 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT160 °C30 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 90 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 160 до 30 °C, а холодный нагревается с 10 до 55 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,8, U = 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 90 kWF = 0,8U = 300 W/(m²·K)Th: 160 → 30 °CTc: 10 → 55 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT100 °C20 °C90 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 100 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 20 до 90 °C. Коэффициент теплопередачи равен 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 100 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 90 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Сложная
длинаT110 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 110 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 4 m² и U = 1500 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 = 110 °CA = 4 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT110 °C50 °C21 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 110 до 50 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. При U = 300 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 39,15 K
  2. 2. ΔTlm = 28,24 K
  3. 3. A = 7,316 m²
  4. 4. A = 43,46 m²
  5. 5. Tc,out = 71,59 °C
  6. 6. A = 7,508 m²

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