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 °C80 °C?15 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（1 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 125 °C 冷却到 80 °C。它加热 1.5 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 15 °C。没有热量散失到环境中。求水的出口温度 Tc,out。

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 80 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.简单
长度T85 °C55 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中，热流体从 85 冷却到 55 °C，冷流体从 20 加热到 35 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 85 → 55 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
3.中等
长度T80 °C60 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器传热 180 kW。 热流体从 80 冷却到 60 °C，冷流体从 25 加热到 60 °C。总传热系数为 1500 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 180 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 80 → 60 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
4.中等
长度T110 °C95 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器传递 330 kW。 其传热面积为 10 m²。热流体从 110 °C 冷却到 95 °C，冷流体从 10 °C 加热到 65 °C。求总传热系数 U。

Q̇ = 330 kWA = 10 m²Th: 110 → 95 °CTc: 10 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.困难
长度T120 °C80 °C26 °C15 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（0.5 kg/s，cp = 2.3 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 120 冷却到 80 °C。它加热 1 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 15 °C。已知 U = 1000 W/(m²·K)，求所需传热面积 A。

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 80 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.困难
长度T100 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在一台传热面积为 6 m²、U = 3000 W/(m²·K) 的冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 100 °C 冷凝。冷却水（2 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 30 °C 进入管内。求水的出口温度 Tc,out。

Ts = 100 °CA = 6 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

答案

  1. 1. Tc,out = 32.94 °C
  2. 2. ΔTlm = 42.06 K
  3. 3. A = 4.477 m²
  4. 4. U = 524.7 W/(m²·K)
  5. 5. A = 0.5852 m²
  6. 6. Tc,out = 91.87 °C

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