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 °C80 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中，热流体从 130 冷却到 80 °C，冷流体从 30 加热到 70 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 130 → 80 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
2.简单
长度T140 °C85 °C?20 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（1.5 kg/s，cp = 2.3 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 140 °C 冷却到 85 °C。它加热 0.5 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 20 °C。没有热量散失到环境中。求水的出口温度 Tc,out。

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 85 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.中等
长度T120 °C30 °C80 °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（4 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）在管内流动，从 30 °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 = 120 °Cṁ = 4 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 80 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.中等
长度T105 °C30 °C95 °CΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 105 °C 冷凝。冷却水（2 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）在管内流动，从 30 °C 加热到 95 °C。总传热系数为 3500 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Ts = 105 °Cṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 95 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.困难
长度T80 °C50 °C30.98 °C25 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（1 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 80 冷却到 50 °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 = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.困难
长度T155 °C125 °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 155 °C 冷却到 125 °C。 环隙中的水（1.5 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 10 °C 进入。内管直径为 32 mm，U = 250 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: 155 → 125 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

答案

  1. 1. ΔTlm = 54.85 K
  2. 2. Tc,out = 110.8 °C
  3. 3. A = 5.424 m²
  4. 4. A = 4.813 m²
  5. 5. A = 2.628 m²
  6. 6. L = 3.902 m

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