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

В теплообменнике лёгкое масло с расходом 0,3 kg/s (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) нагревается с 35 до 90 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 35 → 90 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT120 °C30 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 120 до 30 °C, а холодный нагревается с 10 до 75 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 120 → 30 °CTc: 10 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT170 °C100 °C25 °C95 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 440 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 170 до 100 °C, а холодный нагревается с 25 до 95 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 440 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 100 °CTc: 25 → 95 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT130 °C10 °C85 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 10 до 85 °C. Коэффициент теплопередачи равен 3500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 130 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 85 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Сложная
длинаT135 °C105 °C22,75 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 135 до 105 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. При U = 300 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 105 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT100 °C80 °C35,02 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 100 до 80 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 30 °C. При U = 500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 80 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Q̇ = 34,65 kW
  2. 2. ΔTlm = 30,83 K
  3. 3. A = 21,17 m²
  4. 4. A = 2,343 m²
  5. 5. A = 1,174 m²
  6. 6. A = 0,7348 m²

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