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T125 °C65 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂并流

在并流换热器中,热流体从 125 °C 冷却到 65 °C,冷流体从 15 °C 加热到 45 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 125 → 65 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
2.简单
长度T145 °C120 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中,热流体从 145 冷却到 120 °C,冷流体从 20 加热到 70 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 145 → 120 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
3.中等
长度T175 °C105 °C15 °C65 °CΔT₁ΔT₂并流

一台并流换热器传热 280 kW。 热流体从 175 冷却到 105 °C,冷流体从 15 加热到 65 °C。总传热系数为 800 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 280 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 175 → 105 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
4.中等
长度T140 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在冷凝器中,蒸汽在管外以恒定的 140 °C 冷凝。冷却水(0.5 kg/s,cp = 4.18 kJ/(kg·K))在管内流动,从 20 °C 加热到 65 °C。总传热系数为 3500 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Ts = 140 °Cṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 65 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.困难
长度T120 °C55 °C45.92 °C20 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油(2 kg/s,cp = 2.5 kJ/(kg·K))在逆流换热器中从 120 冷却到 55 °C。它加热 3 kg/s 的水(cp = 4.18 kJ/(kg·K)),水的入口温度为 20 °C。已知 U = 1500 W/(m²·K),求所需传热面积 A。

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.困难
长度T120 °C75 °C27.38 °C15 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油(1.5 kg/s,cp = 2.3 kJ/(kg·K))在逆流换热器中从 120 冷却到 75 °C。它加热 3 kg/s 的水(cp = 4.18 kJ/(kg·K)),水的入口温度为 15 °C。已知 U = 800 W/(m²·K),求所需传热面积 A。

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

答案

  1. 1. ΔTlm = 52.79 K
  2. 2. ΔTlm = 86.9 K
  3. 3. A = 4.043 m²
  4. 4. A = 0.2807 m²
  5. 5. A = 4.157 m²
  6. 6. A = 2.583 m²

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