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T100 °C65 °C?10 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（2 kg/s，cp = 2.5 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 100 °C 冷却到 65 °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。没有热量散失到环境中。求水的出口温度 Tc,out。

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 65 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.简单
长度T105 °C30 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中，热流体从 105 冷却到 30 °C，冷流体从 10 加热到 20 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 105 → 30 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
3.中等
长度T105 °C40 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台管壳式换热器（单壳程、双管程）须传递 740 kW。热流体从 105 °C 冷却到 40 °C，冷流体从 10 °C 加热到 25 °C。该布置的 LMTD 修正系数为 F = 0.8，U = 200 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Q̇ = 740 kWF = 0.8U = 200 W/(m²·K)Th: 105 → 40 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
4.中等
长度T130 °C115 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器传热 230 kW。 热流体从 130 冷却到 115 °C，冷流体从 15 加热到 50 °C。总传热系数为 300 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 230 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 115 °CTc: 15 → 50 °C
A = m²
5.困难
长度T100 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在一台传热面积为 8 m²、U = 1500 W/(m²·K) 的冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 100 °C 冷凝。冷却水（1 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 = 100 °CA = 8 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.困难
长度T85 °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 = 4 kW/K。热流体以 85 °C 进入，冷流体以 20 °C 进入。换热器的 A = 6 m²，U = 200 W/(m²·K)。求热流体出口温度 Th,out。

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

答案

  1. 1. Tc,out = 37.91 °C
  2. 2. ΔTlm = 44.92 K
  3. 3. A = 90.73 m²
  4. 4. A = 8.554 m²
  5. 5. Tc,out = 95.18 °C
  6. 6. Th,out = 70 °C

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