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
длинаT135 °C90 °C?15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 135 до 90 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 90 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Лёгкая
длинаT110 °C60 °C?25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 110 до 60 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 25 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT160 °C140 °C140 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 240 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 160 до 140 °C, а холодный нагревается с 30 до 140 °C. Коэффициент теплопередачи 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 240 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 140 °CTc: 30 → 140 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT140 °C110 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 360 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 140 до 110 °C, а холодный нагревается с 20 до 65 °C. Коэффициент теплопередачи 1500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 360 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 140 → 110 °CTc: 20 → 65 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT130 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 2 m² и U = 2000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 10 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 130 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT170 °C105 °C45,92 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 170 до 105 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. При U = 200 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 105 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Tc,out = 37,61 °C
  2. 2. Tc,out = 58,49 °C
  3. 3. A = 5,682 m²
  4. 4. A = 3,139 m²
  5. 5. Tc,out = 55,63 °C
  6. 6. A = 7,865 m²

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