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
длинаT115 °C45 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 115 до 45 °C, а холодный нагревается с 25 до 35 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 115 → 45 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT140 °C110 °C?10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 140 до 110 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 110 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Средняя
длинаT120 °C45 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 360 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 120 до 45 °C, а холодный нагревается с 30 до 75 °C. Коэффициент теплопередачи 1000 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 360 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 120 → 45 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT130 °C70 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 40 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 15 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 130 до 70 °C, а холодный нагревается с 30 до 100 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 40 kWA = 15 m²Th: 130 → 70 °CTc: 30 → 100 °C
U = W/(m²·K)
5.Сложная
длинаT80 °C50 °C45,07 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) охлаждается с 80 до 50 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 30 °C. При U = 500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT115 °C80 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 115 до 80 °C. Вода (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 20 °C. Диаметр внутренней трубы 25 mm, а U = 200 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 80 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 43,28 K
  2. 2. Tc,out = 59,52 °C
  3. 3. A = 13,18 m²
  4. 4. U = 76,72 W/(m²·K)
  5. 5. A = 2,353 m²
  6. 6. L = 64,14 m

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