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 этанол с расходом 2 kg/s (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) охлаждается с 80 до 60 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 80 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT95 °C60 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 95 до 60 °C, а холодный нагревается с 25 до 65 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 95 → 60 °CTc: 25 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT175 °C155 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 70 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 155 °C, а холодный нагревается с 20 до 65 °C. Коэффициент теплопередачи 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 70 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 155 °CTc: 20 → 65 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT180 °C100 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 80 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 180 до 100 °C, а холодный нагревается с 25 до 55 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,95, U = 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 80 kWF = 0,95U = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 100 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT90 °C??25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 2 kW/K. Горячий поток входит при 90 °C, а холодный — при 25 °C. Теплообменник имеет A = 4 m² и U = 500 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 90 °CTc,in = 25 °CA = 4 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Сложная
длинаT100 °C55 °C14,49 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 100 до 55 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Q̇ = 97,6 kW
  2. 2. ΔTlm = 32,44 K
  3. 3. A = 0,5854 m²
  4. 4. A = 1,075 m²
  5. 5. Th,out = 57,5 °C
  6. 6. A = 1,783 m²

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