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 °C50 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 155 до 50 °C, а холодный нагревается с 25 до 60 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 155 → 50 °CTc: 25 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT165 °C145 °C20 °C70 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 165 до 145 °C, а холодный нагревается с 20 до 70 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 165 → 145 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT155 °C75 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 260 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 155 до 75 °C, а холодный нагревается с 10 до 65 °C. Коэффициент теплопередачи 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 260 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 75 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT115 °C55 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 460 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 115 до 55 °C, а холодный нагревается с 20 до 30 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,88, U = 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 460 kWF = 0,88U = 300 W/(m²·K)Th: 115 → 55 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT125 °C90 °C98,73 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 125 до 90 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. При U = 1500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 90 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT160 °C??20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике у обоих потоков одинаковая теплоёмкость потока ṁ·cp = 2 kW/K. Горячий поток входит при 160 °C, а холодный — при 20 °C. Теплообменник имеет A = 6 m² и U = 200 W/(m²·K). Найдите температуру горячего потока на выходе Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 160 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 52,43 K
  2. 2. ΔTlm = 106,2 K
  3. 3. A = 25,75 m²
  4. 4. A = 30,92 m²
  5. 5. A = 2,512 m²
  6. 6. Th,out = 107,5 °C

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