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 °C110 °C150 °C30 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中,热流体从 160 冷却到 110 °C,冷流体从 30 加热到 150 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 160 → 110 °CTc: 30 → 150 °C
ΔTlm = K
2.简单
长度T115 °C80 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中,热流体从 115 冷却到 80 °C,冷流体从 25 加热到 75 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 115 → 80 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
3.中等
长度T105 °C45 °C95 °C25 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台管壳式换热器(单壳程、双管程)须传递 520 kW。热流体从 105 °C 冷却到 45 °C,冷流体从 25 °C 加热到 95 °C。该布置的 LMTD 修正系数为 F = 0.8,U = 500 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Q̇ = 520 kWF = 0.8U = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 45 °CTc: 25 → 95 °C
A = m²
4.中等
长度T110 °C55 °C20 °C50 °CΔT₁ΔT₂并流

一台并流换热器传热 460 kW。 热流体从 110 冷却到 55 °C,冷流体从 20 加热到 50 °C。总传热系数为 1000 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 460 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 110 → 55 °CTc: 20 → 50 °C
A = m²
5.困难
长度T120 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在一台传热面积为 3 m²、U = 1000 W/(m²·K) 的冷凝器中,蒸汽在管外以恒定的 120 °C 冷凝。冷却水(0.5 kg/s,cp = 4.18 kJ/(kg·K))以 15 °C 进入管内。求水的出口温度 Tc,out。

Ts = 120 °CA = 3 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.困难
长度T170 °C140 °C32.54 °C25 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油(1.5 kg/s,cp = 2.1 kJ/(kg·K))在逆流换热器中从 170 冷却到 140 °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 = 300 W/(m²·K),求所需传热面积 A。

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 140 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

答案

  1. 1. ΔTlm = 33.66 K
  2. 2. ΔTlm = 47.1 K
  3. 3. A = 90.11 m²
  4. 4. A = 15.64 m²
  5. 5. Tc,out = 95.01 °C
  6. 6. A = 2.502 m²

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