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 °C70 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂并流

在并流换热器中,热流体从 120 °C 冷却到 70 °C,冷流体从 15 °C 加热到 35 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 120 → 70 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
2.简单
长度T110 °C90 °C15 °C85 °CΔT₁ΔT₂并流

在并流换热器中,热流体从 110 °C 冷却到 90 °C,冷流体从 15 °C 加热到 85 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 110 → 90 °CTc: 15 → 85 °C
ΔTlm = K
3.中等
长度T85 °C55 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器传递 330 kW。 其传热面积为 20 m²。热流体从 85 °C 冷却到 55 °C,冷流体从 15 °C 加热到 70 °C。求总传热系数 U。

Q̇ = 330 kWA = 20 m²Th: 85 → 55 °CTc: 15 → 70 °C
U = W/(m²·K)
4.中等
长度T165 °C110 °C140 °C10 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器传热 250 kW。 热流体从 165 冷却到 110 °C,冷流体从 10 加热到 140 °C。总传热系数为 1000 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 250 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 110 °CTc: 10 → 140 °C
A = m²
5.困难
长度T140 °C70 °C23.96 °C10 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油(0.5 kg/s,cp = 2.5 kJ/(kg·K))在逆流换热器中从 140 冷却到 70 °C。它加热 1.5 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 70 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.困难
长度T150 °C95 °C43.42 °C25 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油(2 kg/s,cp = 2.1 kJ/(kg·K))在逆流换热器中从 150 冷却到 95 °C。它加热 3 kg/s 的水(cp = 4.18 kJ/(kg·K)),水的入口温度为 25 °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: 150 → 95 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

答案

  1. 1. ΔTlm = 63.72 K
  2. 2. ΔTlm = 30.57 K
  3. 3. U = 647.3 W/(m²·K)
  4. 4. A = 4.621 m²
  5. 5. A = 1.287 m²
  6. 6. A = 3.319 m²

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