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T130 °C50 °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 50 °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 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.简单
长度T180 °C160 °C25 °C85 °CΔT₁ΔT₂并流

在并流换热器中，热流体从 180 °C 冷却到 160 °C，冷流体从 25 °C 加热到 85 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 180 → 160 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
3.中等
长度T140 °C100 °C130 °C15 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台管壳式换热器（单壳程、双管程）须传递 70 kW。热流体从 140 °C 冷却到 100 °C，冷流体从 15 °C 加热到 130 °C。该布置的 LMTD 修正系数为 F = 0.92，U = 300 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Q̇ = 70 kWF = 0.92U = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 100 °CTc: 15 → 130 °C
A = m²
4.中等
长度T160 °C110 °C30 °C80 °CΔT₁ΔT₂并流

一台并流换热器传热 490 kW。 热流体从 160 冷却到 110 °C，冷流体从 30 加热到 80 °C。总传热系数为 500 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 490 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 110 °CTc: 30 → 80 °C
A = m²
5.困难
长度T135 °C105 °C?10 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流套管式换热器中，热油（0.2 kg/s，cp = 2.1 kJ/(kg·K)）在内管中流动，从 135 °C 冷却到 105 °C。 环隙中的水（0.8 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 10 °C 进入。内管直径为 25 mm，U = 150 W/(m²·K) 以该直径为基准。求所需的管长 L。

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 105 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.困难
长度T130 °C85 °C26.3 °C15 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（1 kg/s，cp = 2.1 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 130 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。已知 U = 200 W/(m²·K)，求所需传热面积 A。

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

答案

  1. 1. Tc,out = 26.96 °C
  2. 2. ΔTlm = 110.2 K
  3. 3. A = 7.237 m²
  4. 4. A = 14.37 m²
  5. 5. L = 9.941 m
  6. 6. A = 5.51 m²

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