换热器 (LMTD)练习卷(附答案)

免费可打印的换热器 (LMTD)练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
长度T160 °C85 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中,热流体从 160 冷却到 85 °C,冷流体从 20 加热到 100 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 160 → 85 °CTc: 20 → 100 °C
ΔTlm = K
2.简单
长度T150 °C115 °C115 °C25 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中,热流体从 150 冷却到 115 °C,冷流体从 25 加热到 115 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 150 → 115 °CTc: 25 → 115 °C
ΔTlm = K
3.中等
长度T160 °C80 °C30 °C70 °CΔT₁ΔT₂并流

一台并流换热器传热 240 kW。 热流体从 160 冷却到 80 °C,冷流体从 30 加热到 70 °C。总传热系数为 1500 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 240 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 160 → 80 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
4.中等
长度T90 °C45 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器传热 470 kW。 热流体从 90 冷却到 45 °C,冷流体从 20 加热到 50 °C。总传热系数为 200 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 470 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 45 °CTc: 20 → 50 °C
A = m²
5.困难
长度T145 °C60 °C?25 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流套管式换热器中,热油(0.2 kg/s,cp = 2.5 kJ/(kg·K))在内管中流动,从 145 °C 冷却到 60 °C。 环隙中的水(0.3 kg/s,cp = 4.18 kJ/(kg·K))以 25 °C 进入。内管直径为 32 mm,U = 200 W/(m²·K) 以该直径为基准。求所需的管长 L。

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 60 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.困难
长度T80 °C??15 °CΔT₁ΔT₂逆流

在一台逆流换热器中,两股流体的热容量流率相同,ṁ·cp = 1.5 kW/K。热流体以 80 °C 进入,冷流体以 15 °C 进入。换热器的 A = 2 m²,U = 800 W/(m²·K)。求热流体出口温度 Th,out。

Ch = Cc = 1.5 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 15 °CA = 2 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

答案

  1. 1. ΔTlm = 62.47 K
  2. 2. ΔTlm = 58.23 K
  3. 3. A = 3.42 m²
  4. 4. A = 73.63 m²
  5. 5. L = 37.23 m
  6. 6. Th,out = 46.45 °C

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