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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姓名: ____________________   日期: ____________

1.简单
长度T160 °C95 °C?30 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（2 kg/s，cp = 2.3 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 160 °C 冷却到 95 °C。它加热 0.8 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 30 °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 = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 95 °Cṁc = 0.8 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.简单
长度T150 °C95 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中，热流体从 150 冷却到 95 °C，冷流体从 20 加热到 95 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 150 → 95 °CTc: 20 → 95 °C
ΔTlm = K
3.中等
长度T160 °C70 °C115 °C20 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器传热 160 kW。 热流体从 160 冷却到 70 °C，冷流体从 20 加热到 115 °C。总传热系数为 1500 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 160 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 160 → 70 °CTc: 20 → 115 °C
A = m²
4.中等
长度T155 °C65 °C95 °C30 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器传递 470 kW。 其传热面积为 12 m²。热流体从 155 °C 冷却到 65 °C，冷流体从 30 °C 加热到 95 °C。求总传热系数 U。

Q̇ = 470 kWA = 12 m²Th: 155 → 65 °CTc: 30 → 95 °C
U = W/(m²·K)
5.困难
长度T165 °C95 °C50.17 °C15 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（0.5 kg/s，cp = 2.1 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 165 冷却到 95 °C。它加热 0.5 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 15 °C。已知 U = 300 W/(m²·K)，求所需传热面积 A。

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 165 → 95 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.困难
长度T130 °C105 °C56.27 °C15 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（1.5 kg/s，cp = 2.3 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 130 冷却到 105 °C。它加热 0.5 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 15 °C。已知 U = 500 W/(m²·K)，求所需传热面积 A。

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 105 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

答案

  1. 1. Tc,out = 119.4 °C
  2. 2. ΔTlm = 64.48 K
  3. 3. A = 2.248 m²
  4. 4. U = 844.4 W/(m²·K)
  5. 5. A = 2.542 m²
  6. 6. A = 2.114 m²

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