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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姓名: ____________________   日期: ____________

1.简单
长度T145 °C65 °C?20 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（0.5 kg/s，cp = 2.1 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 145 °C 冷却到 65 °C。它加热 0.8 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 = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 65 °Cṁc = 0.8 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
2.简单

在换热器中，0.2 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）从 85 °C 冷却到 35 °C。 求传热速率 Q̇。

ṁ = 0.2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 85 → 35 °C
Q̇ = kW
3.中等
长度T110 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 110 °C 冷凝。冷却水（2 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）在管内流动，从 30 °C 加热到 45 °C。总传热系数为 1500 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Ts = 110 °Cṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 45 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.中等
长度T175 °C105 °C15 °C85 °CΔT₁ΔT₂并流

一台并流换热器传热 240 kW。 热流体从 175 冷却到 105 °C，冷流体从 15 加热到 85 °C。总传热系数为 200 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 240 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 175 → 105 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
5.困难
长度T110 °C70 °C41 °C30 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（1 kg/s，cp = 2.3 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 110 冷却到 70 °C。它加热 2 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 30 °C。已知 U = 1000 W/(m²·K)，求所需传热面积 A。

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.困难
长度T140 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在一台传热面积为 1 m²、U = 2500 W/(m²·K) 的冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 140 °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 = 140 °CA = 1 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. Tc,out = 45.12 °C
  2. 2. Q̇ = 41.8 kW
  3. 3. A = 1.157 m²
  4. 4. A = 17.82 m²
  5. 5. A = 1.73 m²
  6. 6. Tc,out = 59.46 °C

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