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
длинаT155 °C95 °C20 °C45 °CΔT₁ΔT₂прямоток

В прямоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 155 до 95 °C, а холодный нагревается с 20 до 45 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 155 → 95 °CTc: 20 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Лёгкая
длинаT95 °C60 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂противоток

В противоточном теплообменнике горячий теплоноситель охлаждается с 95 до 60 °C, а холодный нагревается с 30 до 50 °C. Найдите среднелогарифмическую разность температур ΔTlm.

Th: 95 → 60 °CTc: 30 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Средняя
длинаT165 °C120 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Кожухотрубный теплообменник (один ход в межтрубном пространстве, два хода по трубам) должен передавать 460 kW. Горячий теплоноситель охлаждается с 165 до 120 °C, а холодный нагревается с 15 до 80 °C. Поправочный коэффициент к LMTD для этой схемы F = 0,92, U = 800 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Q̇ = 460 kWF = 0,92U = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 120 °CTc: 15 → 80 °C
A = m²
4.Средняя
длинаT110 °C15 °C100 °CΔT₁ΔT₂конденсирующийся пар

В конденсаторе пар конденсируется при постоянной температуре 110 °C на наружной поверхности труб. Охлаждающая вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) течёт по трубам и нагревается с 15 до 100 °C. Коэффициент теплопередачи равен 1500 W/(m²·K). Найдите необходимую площадь поверхности теплопередачи A.

Ts = 110 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 100 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Сложная
длинаT115 °C90 °C65,02 °C10 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) охлаждается с 115 до 90 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 0,5 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 10 °C. При U = 1000 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 90 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Сложная
длинаT145 °C95 °C74,81 °C15 °CΔT₁ΔT₂противоток

Горячее масло (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охлаждается с 145 до 95 °C в противоточном теплообменнике. Оно нагревает 1 kg/s воды (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), входящей при 15 °C. При U = 1500 W/(m²·K) найдите необходимую площадь теплообмена A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 95 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Ответы

  1. 1. ΔTlm = 85,58 K
  2. 2. ΔTlm = 36,99 K
  3. 3. A = 6,603 m²
  4. 4. A = 6,274 m²
  5. 5. A = 1,802 m²
  6. 6. A = 2,223 m²

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