1.简单
热油（1.5 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 175 °C 冷却到 115 °C。它加热 1.5 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 15 °C。没有热量散失到环境中。求水的出口温度 Tc,out。
ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 115 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.简单
在逆流换热器中，热流体从 90 冷却到 45 °C，冷流体从 20 加热到 80 °C。求对数平均温差 ΔTlm。
Th: 90 → 45 °CTc: 20 → 80 °C
ΔTlm = K
3.中等
一台逆流换热器传热 420 kW。 热流体从 165 冷却到 150 °C，冷流体从 30 加热到 130 °C。总传热系数为 200 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。
Q̇ = 420 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 165 → 150 °CTc: 30 → 130 °C
A = m²
4.中等
一台管壳式换热器（单壳程、双管程）须传递 570 kW。热流体从 115 °C 冷却到 55 °C，冷流体从 25 °C 加热到 45 °C。该布置的 LMTD 修正系数为 F = 0.92，U = 800 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。
Q̇ = 570 kWF = 0.92U = 800 W/(m²·K)Th: 115 → 55 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
5.困难
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 125 °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 = 125 °CTc,in = 30 °CA = 1.5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.困难
热油（0.5 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 115 冷却到 95 °C。它加热 1 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 15 °C。已知 U = 300 W/(m²·K)，求所需传热面积 A。
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 95 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
答案
- 1. Tc,out = 50.89 °C
- 2. ΔTlm = 16.37 K
- 3. A = 30.44 m²
- 4. A = 16.4 m²
- 5. Th,out = 73.18 °C
- 6. A = 0.9598 m²
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