1.简单
一台逆流换热器的传热面积为 20 m²，总传热系数为 500 W/(m²·K)。热流体从 90 °C 冷却到 50 °C，冷流体从 15 °C 加热到 30 °C。求传热速率 Q̇。
A = 20 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 90 → 50 °CTc: 15 → 30 °C
Q̇ = kW
换热器 (LMTD)练习卷（附答案）
2.简单
在换热器中，2.5 kg/s 的乙二醇混合液（cp = 3.6 kJ/(kg·K)）从 115 °C 冷却到 70 °C。 求传热速率 Q̇。
ṁ = 2.5 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 115 → 70 °C
Q̇ = kW
3.中等
在冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 105 °C 冷凝。冷却水（1.5 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）在管内流动，从 10 °C 加热到 45 °C。总传热系数为 2500 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。
Ts = 105 °Cṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 45 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.中等
一台管壳式换热器（单壳程、双管程）须传递 350 kW。热流体从 100 °C 冷却到 85 °C，冷流体从 25 °C 加热到 75 °C。该布置的 LMTD 修正系数为 F = 0.88，U = 800 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。
Q̇ = 350 kWF = 0.88U = 800 W/(m²·K)Th: 100 → 85 °CTc: 25 → 75 °C
A = m²
5.困难
在一台传热面积为 2 m²、U = 2000 W/(m²·K) 的冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 130 °C 冷凝。冷却水（3 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 30 °C 进入管内。求水的出口温度 Tc,out。
Ts = 130 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.困难
在逆流套管式换热器中，热油（0.5 kg/s，cp = 2.3 kJ/(kg·K)）在内管中流动，从 155 °C 冷却到 125 °C。 环隙中的水（0.5 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 10 °C 进入。内管直径为 20 mm，U = 300 W/(m²·K) 以该直径为基准。求所需的管长 L。
ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 125 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
答案
- 1. Q̇ = 463.8 kW
- 2. Q̇ = 405 kW
- 3. A = 1.153 m²
- 4. A = 12.44 m²
- 5. Tc,out = 57.31 °C
- 6. L = 15.05 m
完整分步解答：请在 examproblems.com 上练习本主题。