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
длинаT135 °C65 °C?15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 135 до 65 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 2 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. Потерь тепла в окружающую среду нет. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Лёгкая
длинаT135 °C45 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 135 до 45 °C, а холодный нагревается с 25 до 40 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 135 → 45 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT135 °C45 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 490 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 135 до 45 °C, а холодный нагревается с 10 до 90 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,92, U = 300 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 490 kWF = 0,92U = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 45 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT95 °C55 °C10 °C35 °CΔT₁ΔT₂прямоток

Прямоточный теплообменник передаёт 400 kW. Площадь его поверхности теплопередачи 2 m². Горячий теплоноситель охлаждается с 95 до 55 °C, а холодный нагревается с 10 до 35 °C. Найдите коэффициент теплопередачи U.

Q̇ = 400 kWA = 2 m²Th: 95 → 55 °CTc: 10 → 35 °C
U = W/(m²·K)
5.Сложная
длинаT130 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 3 m² и U = 2000 W/(m²·K). Охлаждающая вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 15 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 130 °CA = 3 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Сложная
длинаT130 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

Пар конденсируется при постоянной температуре 130 °C на наружной поверхности труб конденсатора с площадью поверхности теплопередачи 1,5 m² и U = 2500 W/(m²·K). Охлаждающая вода (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входит в трубы при 30 °C. Найдите температуру воды на выходе Tc,out.

Ts = 130 °CA = 1,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Ответы

  1. 1. Tc,out = 25,47 °C
  2. 2. ΔTlm = 48,13 K
  3. 3. A = 44,62 m²
  4. 4. U = 4452 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 58,73 °C
  6. 6. Tc,out = 75,01 °C

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