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
длинаT95 °C40 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 95 до 40 °C, а холодный нагревается с 25 до 55 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 95 → 40 °CTc: 25 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая

В теплообменнике лёгкое масло с расходом 0,2 kg/s (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 110 до 25 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 0,2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 110 → 25 °C
Q̇ = kW
3.Средняя
длинаT80 °C35 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 550 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 80 до 35 °C, а холодный нагревается с 10 до 30 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,8, U = 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 550 kWF = 0,8U = 200 W/(m²·K)Th: 80 → 35 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT105 °C75 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 290 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 105 до 75 °C, а холодный нагревается с 10 до 30 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,8, U = 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 290 kWF = 0,8U = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 75 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT120 °C95 °C34,19 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 120 до 95 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 30 °C. При U = 500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 95 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT100 °C75 °C17,09 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 100 до 75 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 25,49 K
  2. 2. Q̇ = 35,7 kW
  3. 3. A = 95,31 m²
  4. 4. A = 5,187 m²
  5. 5. A = 1,401 m²
  6. 6. A = 1,235 m²

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