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
длинаT100 °C70 °C?30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 100 до 70 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 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 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Лёгкая
длинаT100 °C55 °C?15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 100 до 55 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT170 °C60 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 230 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 170 до 60 °C, а холодный нагревается с 25 до 50 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,85, U = 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 230 kWF = 0,85U = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 60 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT175 °C120 °C30 °C100 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 240 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 12 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 120 °C, а холодный нагревается с 30 до 100 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 240 kWA = 12 m²Th: 175 → 120 °CTc: 30 → 100 °C
U = W/(m²·K)
5.Сложная
длинаT125 °C85 °C26,7 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 125 до 85 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. При U = 800 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 85 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT155 °C125 °C21 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 155 до 125 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. При U = 200 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 125 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Tc,out = 46,51 °C
  2. 2. Tc,out = 28,46 °C
  3. 3. A = 7,845 m²
  4. 4. U = 317 W/(m²·K)
  5. 5. A = 1,304 m²
  6. 6. A = 5,553 m²

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