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T155 °C65 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中，热流体从 155 冷却到 65 °C，冷流体从 30 加热到 100 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 155 → 65 °CTc: 30 → 100 °C
ΔTlm = K
2.简单
长度T130 °C85 °C?15 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（0.5 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 130 °C 冷却到 85 °C。它加热 2 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.中等
长度T165 °C115 °C30 °C70 °CΔT₁ΔT₂并流

一台并流换热器传热 370 kW。 热流体从 165 冷却到 115 °C，冷流体从 30 加热到 70 °C。总传热系数为 300 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 370 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 165 → 115 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
4.中等
长度T120 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 120 °C 冷凝。冷却水（1.5 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）在管内流动，从 25 °C 加热到 55 °C。总传热系数为 1500 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Ts = 120 °Cṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 55 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.困难
长度T130 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在一台传热面积为 4 m²、U = 3000 W/(m²·K) 的冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 130 °C 冷凝。冷却水（2 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 10 °C 进入管内。求水的出口温度 Tc,out。

Ts = 130 °CA = 4 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.困难
长度T135 °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 = 4 kW/K。热流体以 135 °C 进入，冷流体以 30 °C 进入。换热器的 A = 4 m²，U = 300 W/(m²·K)。求热流体出口温度 Th,out。

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 135 °CTc,in = 30 °CA = 4 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

答案

  1. 1. ΔTlm = 44.25 K
  2. 2. Tc,out = 21.73 °C
  3. 3. A = 15.06 m²
  4. 4. A = 1.586 m²
  5. 5. Tc,out = 101.4 °C
  6. 6. Th,out = 110.8 °C

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