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，2 kg/s 的乙二醇混合液（cp = 3.6 kJ/(kg·K)）从 10 °C 加热到 50 °C。 求传热速率 Q̇。

ṁ = 2 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 10 → 50 °C
Q̇ = kW
2.简单

在换热器中，0.3 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)）从 10 °C 加热到 30 °C。 求传热速率 Q̇。

ṁ = 0.3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 10 → 30 °C
Q̇ = kW
3.中等
长度T110 °C15 °C95 °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（0.5 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）在管内流动，从 15 °C 加热到 95 °C。总传热系数为 1500 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Ts = 110 °Cṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 95 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.中等
长度T80 °C35 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器传热 270 kW。 热流体从 80 冷却到 35 °C，冷流体从 20 加热到 30 °C。总传热系数为 300 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 270 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 80 → 35 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.困难
长度T115 °C??30 °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 115 °C 进入，冷流体以 30 °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 = 115 °CTc,in = 30 °CA = 1.5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.困难
长度T150 °C70 °C?10 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流套管式换热器中，热油（0.2 kg/s，cp = 2.1 kJ/(kg·K)）在内管中流动，从 150 °C 冷却到 70 °C。 环隙中的水（0.3 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 10 °C 进入。内管直径为 40 mm，U = 400 W/(m²·K) 以该直径为基准。求所需的管长 L。

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 70 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

答案

  1. 1. Q̇ = 288 kW
  2. 2. Q̇ = 25.08 kW
  3. 3. A = 2.572 m²
  4. 4. A = 30.96 m²
  5. 5. Th,out = 68.64 °C
  6. 6. L = 7.976 m

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