1.简单
热油（0.5 kg/s，cp = 2.3 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 145 °C 冷却到 75 °C。它加热 3 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
换热器 (LMTD)练习卷（附答案）
2.简单
一台逆流换热器的传热面积为 8 m²，总传热系数为 800 W/(m²·K)。热流体从 165 °C 冷却到 55 °C，冷流体从 25 °C 加热到 35 °C。求传热速率 Q̇。
A = 8 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 55 °CTc: 25 → 35 °C
Q̇ = kW
3.中等
一台逆流换热器传热 190 kW。 热流体从 155 冷却到 120 °C，冷流体从 30 加热到 135 °C。总传热系数为 300 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。
Q̇ = 190 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 120 °CTc: 30 → 135 °C
A = m²
4.中等
一台并流换热器传热 80 kW。 热流体从 170 冷却到 155 °C，冷流体从 20 加热到 30 °C。总传热系数为 800 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。
Q̇ = 80 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 155 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.困难
在逆流套管式换热器中，热油（0.3 kg/s，cp = 2.1 kJ/(kg·K)）在内管中流动，从 100 °C 冷却到 65 °C。 环隙中的水（1.5 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 15 °C 进入。内管直径为 20 mm，U = 400 W/(m²·K) 以该直径为基准。求所需的管长 L。
ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 65 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.困难
热油（0.5 kg/s，cp = 2.1 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 100 冷却到 50 °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 = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 50 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
答案
- 1. Tc,out = 26.42 °C
- 2. Q̇ = 436.5 kW
- 3. A = 13.61 m²
- 4. A = 0.7293 m²
- 5. L = 13.61 m
- 6. A = 2.266 m²
完整分步解答：请在 examproblems.com 上练习本主题。