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。

新练习卷在线练习，附提示

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1.简单
长度T80 °C55 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中，热流体从 80 冷却到 55 °C，冷流体从 10 加热到 30 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 80 → 55 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
2.简单
长度T140 °C75 °C?20 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（0.5 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 140 °C 冷却到 75 °C。它加热 1 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 20 °C。没有热量散失到环境中。求水的出口温度 Tc,out。

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 75 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.中等
长度T125 °C65 °C115 °C20 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台管壳式换热器（单壳程、双管程）须传递 750 kW。热流体从 125 °C 冷却到 65 °C，冷流体从 20 °C 加热到 115 °C。该布置的 LMTD 修正系数为 F = 0.92，U = 1000 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Q̇ = 750 kWF = 0.92U = 1000 W/(m²·K)Th: 125 → 65 °CTc: 20 → 115 °C
A = m²
4.中等
长度T130 °C100 °C100 °C10 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器传热 240 kW。 热流体从 130 冷却到 100 °C，冷流体从 10 加热到 100 °C。总传热系数为 300 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 240 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 100 °CTc: 10 → 100 °C
A = m²
5.困难
长度T110 °C??20 °CΔT₁ΔT₂逆流

在一台逆流换热器中，两股流体的热容量流率相同，ṁ·cp = 0.5 kW/K。热流体以 110 °C 进入，冷流体以 20 °C 进入。换热器的 A = 1 m²，U = 800 W/(m²·K)。求热流体出口温度 Th,out。

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 20 °CA = 1 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.困难
长度T155 °C45 °C85.79 °C20 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（0.5 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 155 冷却到 45 °C。它加热 0.5 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 45 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

答案

  1. 1. ΔTlm = 47.46 K
  2. 2. Tc,out = 39.44 °C
  3. 3. A = 35.03 m²
  4. 4. A = 14.65 m²
  5. 5. Th,out = 54.62 °C
  6. 6. A = 2.111 m²

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