1.简单
在换热器中，1 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）从 90 °C 冷却到 30 °C。 求传热速率 Q̇。
ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 90 → 30 °C
Q̇ = kW
换热器 (LMTD)练习卷（附答案）
2.简单
在换热器中，0.3 kg/s 的乙醇（cp = 2.44 kJ/(kg·K)）从 75 °C 冷却到 40 °C。 求传热速率 Q̇。
ṁ = 0.3 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 75 → 40 °C
Q̇ = kW
3.中等
一台逆流换热器传热 290 kW。 热流体从 155 冷却到 125 °C，冷流体从 25 加热到 60 °C。总传热系数为 200 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。
Q̇ = 290 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 125 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
4.中等
一台管壳式换热器（单壳程、双管程）须传递 480 kW。热流体从 120 °C 冷却到 70 °C，冷流体从 20 °C 加热到 75 °C。该布置的 LMTD 修正系数为 F = 0.8，U = 300 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。
Q̇ = 480 kWF = 0.8U = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 70 °CTc: 20 → 75 °C
A = m²
5.困难
热油（1.5 kg/s，cp = 2.1 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 90 冷却到 50 °C。它加热 1.5 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 30 °C。已知 U = 500 W/(m²·K)，求所需传热面积 A。
ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.困难
在逆流套管式换热器中，热油（0.3 kg/s，cp = 2.1 kJ/(kg·K)）在内管中流动，从 110 °C 冷却到 60 °C。 环隙中的水（1 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 20 °C 进入。内管直径为 25 mm，U = 200 W/(m²·K) 以该直径为基准。求所需的管长 L。
ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
答案
- 1. Q̇ = 250.8 kW
- 2. Q̇ = 25.62 kW
- 3. A = 14.88 m²
- 4. A = 42.14 m²
- 5. A = 8.745 m²
- 6. L = 34.17 m
完整分步解答：请在 examproblems.com 上练习本主题。