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.

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
длинаT160 °C125 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 3 m² и коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 160 до 125 °C, а холодный нагревается с 25 до 45 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 3 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 125 °CTc: 25 → 45 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT140 °C75 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 140 до 75 °C, а холодный нагревается с 30 до 45 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 140 → 75 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT175 °C65 °C150 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 260 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 2 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 65 °C, а холодный нагревается с 25 до 150 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 260 kWA = 2 m²Th: 175 → 65 °CTc: 25 → 150 °C
U = W/(m²·K)
4.Средняя
длинаT145 °C60 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 300 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 145 до 60 °C, а холодный нагревается с 25 до 100 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,8, U = 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 300 kWF = 0,8U = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 60 °CTc: 25 → 100 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT120 °C50 °C113,7 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 120 до 50 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 30 °C. При U = 800 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 50 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT110 °C??10 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 1 kW/K. Горячий поток входит при 110 °C, а холодный — при 10 °C. Теплообменник имеет A = 1,5 m² и U = 800 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 10 °CA = 1,5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ответы

  1. 1. Q̇ = 161 kW
  2. 2. ΔTlm = 61,57 K
  3. 3. U = 4073 W/(m²·K)
  4. 4. A = 9,424 m²
  5. 5. A = 36,97 m²
  6. 6. Th,out = 55,45 °C

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