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
长度T120 °C100 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中，热流体从 120 冷却到 100 °C，冷流体从 20 加热到 35 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 120 → 100 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
2.简单
长度T100 °C85 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器的传热面积为 1 m²，总传热系数为 1500 W/(m²·K)。热流体从 100 °C 冷却到 85 °C，冷流体从 15 °C 加热到 90 °C。求传热速率 Q̇。

A = 1 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 100 → 85 °CTc: 15 → 90 °C
Q̇ = kW
3.中等
长度T130 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 130 °C 冷凝。冷却水（1.5 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）在管内流动，从 20 °C 加热到 80 °C。总传热系数为 2500 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Ts = 130 °Cṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 80 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.中等
长度T85 °C70 °C10 °C35 °CΔT₁ΔT₂并流

一台并流换热器传热 60 kW。 热流体从 85 冷却到 70 °C，冷流体从 10 加热到 35 °C。总传热系数为 1500 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 60 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 70 °CTc: 10 → 35 °C
A = m²
5.困难
长度T125 °C??10 °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 = 0.5 kW/K。热流体以 125 °C 进入，冷流体以 10 °C 进入。换热器的 A = 3 m²，U = 500 W/(m²·K)。求热流体出口温度 Th,out。

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 10 °CA = 3 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.困难
长度T120 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在一台传热面积为 2 m²、U = 2000 W/(m²·K) 的冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 120 °C 冷凝。冷却水（2 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 30 °C 进入管内。求水的出口温度 Tc,out。

Ts = 120 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

答案

  1. 1. ΔTlm = 82.47 K
  2. 2. Q̇ = 46.25 kW
  3. 3. A = 1.977 m²
  4. 4. A = 0.7621 m²
  5. 5. Th,out = 38.75 °C
  6. 6. Tc,out = 64.22 °C

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