1.简单
热油（2 kg/s，cp = 2.1 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 140 °C 冷却到 100 °C。它加热 0.5 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 30 °C。没有热量散失到环境中。求水的出口温度 Tc,out。
ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 100 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
换热器 (LMTD)练习卷（附答案）
2.简单
在换热器中，1 kg/s 的乙醇（cp = 2.44 kJ/(kg·K)）从 95 °C 冷却到 60 °C。 求传热速率 Q̇。
ṁ = 1 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 95 → 60 °C
Q̇ = kW
3.中等
一台并流换热器传热 490 kW。 热流体从 150 冷却到 135 °C，冷流体从 10 加热到 55 °C。总传热系数为 300 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。
Q̇ = 490 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 135 °CTc: 10 → 55 °C
A = m²
4.中等
一台管壳式换热器（单壳程、双管程）须传递 390 kW。热流体从 110 °C 冷却到 95 °C，冷流体从 20 °C 加热到 75 °C。该布置的 LMTD 修正系数为 F = 0.85，U = 200 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。
Q̇ = 390 kWF = 0.85U = 200 W/(m²·K)Th: 110 → 95 °CTc: 20 → 75 °C
A = m²
5.困难
热油（0.5 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 135 冷却到 80 °C。它加热 0.5 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 15 °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: 135 → 80 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.困难
热油（0.5 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 155 冷却到 110 °C。它加热 1 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: 155 → 110 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
答案
- 1. Tc,out = 110.4 °C
- 2. Q̇ = 85.4 kW
- 3. A = 15.23 m²
- 4. A = 43.71 m²
- 5. A = 0.607 m²
- 6. A = 1.126 m²
完整分步解答：请在 examproblems.com 上练习本主题。