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 вода с расходом 1 kg/s (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) нагревается с 30 до 45 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 30 → 45 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT115 °C75 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 115 до 75 °C, а холодный нагревается с 10 до 30 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 115 → 75 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT140 °C15 °C100 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 140 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 15 до 100 °C. Коэффициент теплопередачи равен 3000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 140 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 100 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Средняя
длинаT85 °C45 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 30 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 85 до 45 °C, а холодный нагревается с 30 до 50 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 30 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 85 → 45 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT150 °C125 °C26,75 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 150 до 125 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 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: 150 → 125 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT170 °C??15 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 1,5 kW/K. Горячий поток входит при 170 °C, а холодный — при 15 °C. Теплообменник имеет A = 2 m² и U = 300 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 170 °CTc,in = 15 °CA = 2 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ответы

  1. 1. Q̇ = 62,7 kW
  2. 2. ΔTlm = 70,81 K
  3. 3. A = 0,7938 m²
  4. 4. A = 2,542 m²
  5. 5. A = 2,939 m²
  6. 6. Th,out = 125,7 °C

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