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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1.简单
长度T90 °C50 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中,热流体从 90 冷却到 50 °C,冷流体从 20 加热到 55 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 90 → 50 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
2.简单
长度T165 °C90 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中,热流体从 165 冷却到 90 °C,冷流体从 25 加热到 55 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 165 → 90 °CTc: 25 → 55 °C
ΔTlm = K
3.中等
长度T160 °C115 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器传热 310 kW。 热流体从 160 冷却到 115 °C,冷流体从 30 加热到 65 °C。总传热系数为 500 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 310 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 115 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
4.中等
长度T140 °C110 °C30 °C75 °CΔT₁ΔT₂并流

一台并流换热器传递 420 kW。 其传热面积为 25 m²。热流体从 140 °C 冷却到 110 °C,冷流体从 30 °C 加热到 75 °C。求总传热系数 U。

Q̇ = 420 kWA = 25 m²Th: 140 → 110 °CTc: 30 → 75 °C
U = W/(m²·K)
5.困难
长度T140 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在一台传热面积为 5 m²、U = 2000 W/(m²·K) 的冷凝器中,蒸汽在管外以恒定的 140 °C 冷凝。冷却水(1.5 kg/s,cp = 4.18 kJ/(kg·K))以 15 °C 进入管内。求水的出口温度 Tc,out。

Ts = 140 °CA = 5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.困难
长度T140 °C??20 °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 140 °C 进入,冷流体以 20 °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 = 0.5 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 20 °CA = 1.5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

答案

  1. 1. ΔTlm = 32.44 K
  2. 2. ΔTlm = 85.54 K
  3. 3. A = 6.896 m²
  4. 4. U = 256.5 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 114.6 °C
  6. 6. Th,out = 55.29 °C

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