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

В теплообменнике этанол с расходом 0,5 kg/s (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) нагревается с 25 до 75 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 25 → 75 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT140 °C65 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 140 до 65 °C, а холодный нагревается с 25 до 35 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 140 → 65 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT120 °C15 °C60 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 120 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 15 до 60 °C. Коэффициент теплопередачи равен 2000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 120 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 60 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Средняя
длинаT130 °C15 °C85 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 15 до 85 °C. Коэффициент теплопередачи равен 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 130 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 85 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Сложная
длинаT120 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 120 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 1 m² и U = 2500 W/(m²·K). Охлаждающая вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 10 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 120 °CA = 1 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT100 °C65 °C30,47 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 100 до 65 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 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: 100 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Q̇ = 61 kW
  2. 2. ΔTlm = 67,35 K
  3. 3. A = 1,754 m²
  4. 4. A = 11,77 m²
  5. 5. Tc,out = 59,52 °C
  6. 6. A = 7,76 m²

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