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T140 °C110 °C125 °C25 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中,热流体从 140 冷却到 110 °C,冷流体从 25 加热到 125 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 140 → 110 °CTc: 25 → 125 °C
ΔTlm = K
2.简单
长度T95 °C55 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中,热流体从 95 冷却到 55 °C,冷流体从 25 加热到 85 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 95 → 55 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
3.中等
长度T85 °C60 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂并流

一台并流换热器传热 260 kW。 热流体从 85 冷却到 60 °C,冷流体从 30 加热到 50 °C。总传热系数为 1000 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 260 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 85 → 60 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
4.中等
长度T125 °C85 °C115 °C15 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台管壳式换热器(单壳程、双管程)须传递 510 kW。热流体从 125 °C 冷却到 85 °C,冷流体从 15 °C 加热到 115 °C。该布置的 LMTD 修正系数为 F = 0.88,U = 200 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Q̇ = 510 kWF = 0.88U = 200 W/(m²·K)Th: 125 → 85 °CTc: 15 → 115 °C
A = m²
5.困难
长度T120 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在一台传热面积为 2 m²、U = 3000 W/(m²·K) 的冷凝器中,蒸汽在管外以恒定的 120 °C 冷凝。冷却水(1.5 kg/s,cp = 4.18 kJ/(kg·K))以 20 °C 进入管内。求水的出口温度 Tc,out。

Ts = 120 °CA = 2 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.困难
长度T85 °C45 °C31.7 °C25 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油(1 kg/s,cp = 2.1 kJ/(kg·K))在逆流换热器中从 85 冷却到 45 °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 = 1500 W/(m²·K),求所需传热面积 A。

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 85 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

答案

  1. 1. ΔTlm = 40.36 K
  2. 2. ΔTlm = 18.2 K
  3. 3. A = 9.85 m²
  4. 4. A = 93.98 m²
  5. 5. Tc,out = 81.59 °C
  6. 6. A = 1.648 m²

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