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.

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
длинаT80 °C35 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник имеет площадь поверхности теплопередачи 6 m² и коэффициент теплопередачи 300 W/(m²·K). Горячий теплоноситель охлаждается с 80 до 35 °C, а холодный нагревается с 20 до 45 °C. Найдите тепловой поток Q̇.

A = 6 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 80 → 35 °CTc: 20 → 45 °C
Q̇ = kW
2.Лёгкая
длинаT115 °C85 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 115 до 85 °C, а холодный нагревается с 25 до 50 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 115 → 85 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT165 °C40 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 270 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 165 до 40 °C, а холодный нагревается с 20 до 30 °C. Коэффициент теплопередачи 500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь теплообмена A.

Q̇ = 270 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 165 → 40 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT95 °C70 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

Противоточный теплообменник передаёт 240 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 2 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 95 до 70 °C, а холодный нагревается с 25 до 35 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 240 kWA = 2 m²Th: 95 → 70 °CTc: 25 → 35 °C
U = W/(m²·K)
5.Сложная
длинаT155 °C90 °C?10 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 155 до 90 °C. Вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 10 °C. Диаметр внутренней трубы 50 mm, а U = 300 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 90 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Сложная
длинаT105 °C70 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике «труба в трубе» горячее масло (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) течёт по внутренней трубе и охлаждается с 105 до 70 °C. Вода (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в кольцевой зазор при 10 °C. Диаметр внутренней трубы 40 mm, а U = 250 W/(m²·K) отнесён к этому диаметру. Найдите необходимую длину трубы L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 70 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

Ответы

  1. 1. Q̇ = 42,49 kW
  2. 2. ΔTlm = 62,47 K
  3. 3. A = 8,967 m²
  4. 4. U = 2301 W/(m²·K)
  5. 5. L = 27,45 m
  6. 6. L = 35,4 m

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