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
длинаT155 °C55 °C95 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 155 до 55 °C, а холодный нагревается с 10 до 95 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 155 → 55 °CTc: 10 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT130 °C40 °C120 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 5 m² и коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 130 до 40 °C, а холодный нагревается с 25 до 120 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 5 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 40 °CTc: 25 → 120 °C
Q̇ = kW
3.Средняя
длинаT105 °C30 °C85 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 105 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 30 до 85 °C. Коэффициент теплопередачи равен 3500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 105 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 85 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Средняя
длинаT180 °C80 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 320 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 4 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 180 до 80 °C, а холодный нагревается с 30 до 45 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 320 kWA = 4 m²Th: 180 → 80 °CTc: 30 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.Сложная
длинаT115 °C75 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 115 до 75 °C. Вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 25 °C. Диаметр внутренней трубы 20 mm, а U = 400 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Сложная
длинаT140 °C105 °C37,58 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 140 до 105 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. При U = 1500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 105 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 52,14 K
  2. 2. Q̇ = 30,83 kW
  3. 3. A = 4,736 m²
  4. 4. U = 1012 W/(m²·K)
  5. 5. L = 18,46 m
  6. 6. A = 0,5244 m²

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