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
длинаT155 °C50 °C?10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 155 до 50 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,8 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 50 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Лёгкая
длинаT140 °C105 °C?25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 140 до 105 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1 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 = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 105 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT90 °C70 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 100 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 1 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 90 до 70 °C, а холодный нагревается с 20 до 35 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 100 kWA = 1 m²Th: 90 → 70 °CTc: 20 → 35 °C
U = W/(m²·K)
4.Средняя
длинаT175 °C50 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 280 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 50 °C, а холодный нагревается с 25 до 35 °C. Коэффициент теплопередачи 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 280 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 50 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT105 °C85 °C50,19 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 105 до 85 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. При U = 300 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT155 °C??20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 3 kW/K. Горячий поток входит при 155 °C, а холодный — при 20 °C. Теплообменник имеет A = 6 m² и U = 300 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 155 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ответы

  1. 1. Tc,out = 75,94 °C
  2. 2. Tc,out = 44,26 °C
  3. 3. U = 1906 W/(m²·K)
  4. 4. A = 4,195 m²
  5. 5. A = 4,349 m²
  6. 6. Th,out = 104,4 °C

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