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
длинаT100 °C70 °C?20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 100 до 70 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 20 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 70 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
2.Лёгкая
длинаT125 °C85 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 125 до 85 °C, а холодный нагревается с 30 до 90 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 125 → 85 °CTc: 30 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT100 °C45 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 360 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 100 до 45 °C, а холодный нагревается с 30 до 50 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,8, U = 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 360 kWF = 0,8U = 800 W/(m²·K)Th: 100 → 45 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT145 °C80 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 230 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 145 до 80 °C, а холодный нагревается с 30 до 65 °C. Коэффициент теплопередачи 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 230 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 145 → 80 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
5.Сложная
длинаT85 °C60 °C24,95 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 85 до 60 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. При U = 300 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT145 °C105 °C41 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 145 до 105 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 3 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 30 °C. При U = 800 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 105 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. Tc,out = 40,1 °C
  2. 2. ΔTlm = 44,25 K
  3. 3. A = 19,35 m²
  4. 4. A = 18,02 m²
  5. 5. A = 5,695 m²
  6. 6. A = 1,945 m²

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