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
длинаT165 °C120 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 165 до 120 °C, а холодный нагревается с 15 до 30 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 165 → 120 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT180 °C145 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 180 до 145 °C, а холодный нагревается с 30 до 45 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 180 → 145 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT105 °C10 °C45 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 105 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 10 до 45 °C. Коэффициент теплопередачи равен 2000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 105 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 45 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Средняя
длинаT150 °C50 °C140 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 360 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 150 до 50 °C, а холодный нагревается с 30 до 140 °C. Коэффициент теплопередачи 1500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 360 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 150 → 50 °CTc: 30 → 140 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT150 °C??30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 2 kW/K. Горячий поток входит при 150 °C, а холодный — при 30 °C. Теплообменник имеет A = 4 m² и U = 200 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 150 °CTc,in = 30 °CA = 4 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Сложная
длинаT150 °C95 °C40,18 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 150 до 95 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. При U = 1000 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 95 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 119,4 K
  2. 2. ΔTlm = 123,3 K
  3. 3. A = 1,921 m²
  4. 4. A = 16,64 m²
  5. 5. Th,out = 115,7 °C
  6. 6. A = 1,385 m²

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