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 0,5 kg/s (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) охлаждается с 120 до 75 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 120 → 75 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT180 °C35 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 180 до 35 °C, а холодный нагревается с 20 до 40 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 180 → 35 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT175 °C155 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 130 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 155 °C, а холодный нагревается с 20 до 75 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 130 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 175 → 155 °CTc: 20 → 75 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT105 °C65 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 460 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 105 до 65 °C, а холодный нагревается с 30 до 45 °C. Коэффициент теплопередачи 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 460 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 105 → 65 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT150 °C85 °C?20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 150 до 85 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 20 °C. Диаметр внутренней трубы 50 mm, а U = 250 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Сложная
длинаT100 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 100 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 8 m² и U = 3000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 10 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 100 °CA = 8 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Ответы

  1. 1. Q̇ = 94,05 kW
  2. 2. ΔTlm = 55,96 K
  3. 3. A = 2,229 m²
  4. 4. A = 36,85 m²
  5. 5. L = 7,555 m
  6. 6. Tc,out = 94,9 °C

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