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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姓名: ____________________   日期: ____________

1.简单

在换热器中，0.3 kg/s 的轻油（cp = 2.1 kJ/(kg·K)）从 15 °C 加热到 60 °C。 求传热速率 Q̇。

ṁ = 0.3 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 15 → 60 °C
Q̇ = kW
2.简单
长度T135 °C25 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中，热流体从 135 冷却到 25 °C，冷流体从 10 加热到 85 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 135 → 25 °CTc: 10 → 85 °C
ΔTlm = K
3.中等
长度T130 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 130 °C 冷凝。冷却水（5 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）在管内流动，从 25 °C 加热到 45 °C。总传热系数为 1000 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Ts = 130 °Cṁ = 5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 45 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.中等
长度T90 °C65 °C45 °C30 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器传热 490 kW。 热流体从 90 冷却到 65 °C，冷流体从 30 加热到 45 °C。总传热系数为 1000 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 490 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 65 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
5.困难
长度T145 °C55 °C33.97 °C25 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（0.5 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 145 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 25 °C。已知 U = 500 W/(m²·K)，求所需传热面积 A。

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.困难
长度T100 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在一台传热面积为 5 m²、U = 2500 W/(m²·K) 的冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 100 °C 冷凝。冷却水（1.5 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 20 °C 进入管内。求水的出口温度 Tc,out。

Ts = 100 °CA = 5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

答案

  1. 1. Q̇ = 28.35 kW
  2. 2. ΔTlm = 29.07 K
  3. 3. A = 4.416 m²
  4. 4. A = 12.31 m²
  5. 5. A = 3.634 m²
  6. 6. Tc,out = 89.1 °C

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