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
длинаT115 °C100 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 3 m² и коэффициент теплопередачи 1500 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 115 до 100 °C, а холодный нагревается с 25 до 80 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 3 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 100 °CTc: 25 → 80 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT120 °C60 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 120 до 60 °C, а холодный нагревается с 25 до 60 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 120 → 60 °CTc: 25 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT90 °C70 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 360 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 90 до 70 °C, а холодный нагревается с 25 до 55 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 360 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 90 → 70 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT175 °C120 °C140 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 210 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 120 °C, а холодный нагревается с 10 до 140 °C. Коэффициент теплопередачи 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 210 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 175 → 120 °CTc: 10 → 140 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT90 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 90 до 60 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 10 °C. Диаметр внутренней трубы 32 mm, а U = 250 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Сложная
длинаT110 °C45 °C39,44 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 110 до 45 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. При U = 500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Q̇ = 236,2 kW
  2. 2. ΔTlm = 46,38 K
  3. 3. A = 21,12 m²
  4. 4. A = 10,69 m²
  5. 5. L = 26,79 m
  6. 6. A = 7,401 m²

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