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 этанол с расходом 0,5 kg/s (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) охлаждается с 120 до 60 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 120 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT150 °C65 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 150 до 65 °C, а холодный нагревается с 25 до 45 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 150 → 65 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT80 °C40 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 270 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 6 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 80 до 40 °C, а холодный нагревается с 25 до 40 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 270 kWA = 6 m²Th: 80 → 40 °CTc: 25 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Средняя
длинаT120 °C25 °C90 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 120 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 25 до 90 °C. Коэффициент теплопередачи равен 2500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 120 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 90 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Сложная
длинаT100 °C60 °C26,96 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 100 до 60 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1 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 = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 60 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT140 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 140 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 1,5 m² и U = 1500 W/(m²·K). Охлаждающая вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 15 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 140 °CA = 1,5 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Ответы

  1. 1. Q̇ = 73,2 kW
  2. 2. ΔTlm = 57,3 K
  3. 3. U = 1765 W/(m²·K)
  4. 4. A = 0,9636 m²
  5. 5. A = 2,879 m²
  6. 6. Tc,out = 67,03 °C

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