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
длинаT150 °C50 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 150 до 50 °C, а холодный нагревается с 20 до 100 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 150 → 50 °CTc: 20 → 100 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT80 °C35 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 12 m² и коэффициент теплопередачи 800 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 80 до 35 °C, а холодный нагревается с 15 до 25 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 12 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 80 → 35 °CTc: 15 → 25 °C
Q̇ = kW
3.Средняя
длинаT100 °C75 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 170 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 100 до 75 °C, а холодный нагревается с 25 до 35 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,85, U = 200 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 170 kWF = 0,85U = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 75 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT130 °C25 °C120 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 25 до 120 °C. Коэффициент теплопередачи равен 1500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 130 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 120 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Сложная
длинаT105 °C60 °C?20 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 105 до 60 °C. Вода (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 20 °C. Диаметр внутренней трубы 20 mm, а U = 250 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 60 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 20 °CD = 20 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Сложная
длинаT100 °C80 °C45,95 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 100 до 80 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1,5 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 = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 80 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 39,15 K
  2. 2. Q̇ = 332,1 kW
  3. 3. A = 17,49 m²
  4. 4. A = 9,829 m²
  5. 5. L = 27,35 m
  6. 6. A = 2,404 m²

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