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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1.简单
长度T85 °C70 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中，热流体从 85 冷却到 70 °C，冷流体从 30 加热到 40 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 85 → 70 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
2.简单
长度T125 °C85 °C?10 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（1 kg/s，cp = 2.1 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 125 °C 冷却到 85 °C。它加热 3 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 10 °C。没有热量散失到环境中。求水的出口温度 Tc,out。

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 85 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.中等
长度T130 °C45 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂并流

一台并流换热器传递 90 kW。 其传热面积为 3 m²。热流体从 130 °C 冷却到 45 °C，冷流体从 10 °C 加热到 20 °C。求总传热系数 U。

Q̇ = 90 kWA = 3 m²Th: 130 → 45 °CTc: 10 → 20 °C
U = W/(m²·K)
4.中等
长度T100 °C20 °C60 °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（3 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）在管内流动，从 20 °C 加热到 60 °C。总传热系数为 3500 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Ts = 100 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 60 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.困难
长度T100 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在一台传热面积为 1 m²、U = 1500 W/(m²·K) 的冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 100 °C 冷凝。冷却水（1 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 25 °C 进入管内。求水的出口温度 Tc,out。

Ts = 100 °CA = 1 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.困难
长度T95 °C70 °C60.24 °C10 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（2 kg/s，cp = 2.1 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 95 冷却到 70 °C。它加热 0.5 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 10 °C。已知 U = 800 W/(m²·K)，求所需传热面积 A。

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 70 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

答案

  1. 1. ΔTlm = 42.45 K
  2. 2. Tc,out = 16.7 °C
  3. 3. U = 495.4 W/(m²·K)
  4. 4. A = 2.483 m²
  5. 5. Tc,out = 47.61 °C
  6. 6. A = 2.839 m²

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