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.

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
длинаT105 °C80 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 1 m² и коэффициент теплопередачи 1000 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 105 до 80 °C, а холодный нагревается с 30 до 70 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 1 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 80 °CTc: 30 → 70 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT175 °C105 °C130 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 175 до 105 °C, а холодный нагревается с 25 до 130 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 175 → 105 °CTc: 25 → 130 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT145 °C65 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 40 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 145 до 65 °C, а холодный нагревается с 15 до 35 °C. Коэффициент теплопередачи 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 40 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 65 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT140 °C30 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 250 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 140 до 30 °C, а холодный нагревается с 10 до 65 °C. Коэффициент теплопередачи 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 250 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 30 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT130 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 2,5 m² и U = 2000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 15 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 130 °CA = 2,5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT165 °C30 °C28,57 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 165 до 30 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. При U = 1000 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 30 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Q̇ = 42,06 kW
  2. 2. ΔTlm = 60,83 K
  3. 3. A = 1,752 m²
  4. 4. A = 20,03 m²
  5. 5. Tc,out = 66,77 °C
  6. 6. A = 2,56 m²

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