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
длинаT180 °C115 °C?30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 180 до 115 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 30 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 115 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Лёгкая
длинаT175 °C105 °C20 °C55 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 105 °C, а холодный нагревается с 20 до 55 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 175 → 105 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT100 °C55 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 440 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 100 до 55 °C, а холодный нагревается с 15 до 40 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 440 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 100 → 55 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT115 °C70 °C10 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 340 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 25 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 115 до 70 °C, а холодный нагревается с 10 до 45 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 340 kWA = 25 m²Th: 115 → 70 °CTc: 10 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.Сложная
длинаT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 2 m² и U = 2000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 20 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 130 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT170 °C140 °C38,92 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 170 до 140 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. При U = 300 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 140 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Tc,out = 137,3 °C
  2. 2. ΔTlm = 92,81 K
  3. 3. A = 21,81 m²
  4. 4. U = 244 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 71,88 °C
  6. 6. A = 3,906 m²

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