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，1 kg/s 的轻油（cp = 2.1 kJ/(kg·K)）从 70 °C 冷却到 50 °C。 求传热速率 Q̇。

ṁ = 1 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 70 → 50 °C
Q̇ = kW
2.简单
长度T150 °C65 °C140 °C30 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器的传热面积为 1.5 m²，总传热系数为 1000 W/(m²·K)。热流体从 150 °C 冷却到 65 °C，冷流体从 30 °C 加热到 140 °C。求传热速率 Q̇。

A = 1.5 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 150 → 65 °CTc: 30 → 140 °C
Q̇ = kW
3.中等
长度T100 °C15 °C55 °CΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在冷凝器中，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)）在管内流动，从 15 °C 加热到 55 °C。总传热系数为 3500 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Ts = 100 °Cṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 55 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.中等
长度T130 °C25 °C70 °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（0.5 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）在管内流动，从 25 °C 加热到 70 °C。总传热系数为 2000 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Ts = 130 °Cṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 70 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.困难
长度T95 °C70 °C29.59 °C25 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（1 kg/s，cp = 2.3 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 95 冷却到 70 °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 = 800 W/(m²·K)，求所需传热面积 A。

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.困难
长度T80 °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 = 1 kW/K。热流体以 80 °C 进入，冷流体以 20 °C 进入。换热器的 A = 1.5 m²，U = 800 W/(m²·K)。求热流体出口温度 Th,out。

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 20 °CA = 1.5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

答案

  1. 1. Q̇ = 42 kW
  2. 2. Q̇ = 29.93 kW
  3. 3. A = 1.519 m²
  4. 4. A = 0.5848 m²
  5. 5. A = 1.317 m²
  6. 6. Th,out = 47.27 °C

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