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。

新练习卷在线练习，附提示

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1.简单
长度T110 °C70 °C?15 °CΔT₁ΔT₂逆流

热油（1.5 kg/s，cp = 2.3 kJ/(kg·K)）在逆流换热器中从 110 °C 冷却到 70 °C。它加热 2 kg/s 的水（cp = 4.18 kJ/(kg·K)），水的入口温度为 15 °C。没有热量散失到环境中。求水的出口温度 Tc,out。

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.简单
长度T120 °C60 °C95 °C30 °CΔT₁ΔT₂逆流

在逆流换热器中，热流体从 120 冷却到 60 °C，冷流体从 30 加热到 95 °C。求对数平均温差 ΔTlm。

Th: 120 → 60 °CTc: 30 → 95 °C
ΔTlm = K
3.中等
长度T130 °C75 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台逆流换热器传热 480 kW。 热流体从 130 冷却到 75 °C，冷流体从 20 加热到 45 °C。总传热系数为 300 W/(m²·K)。求所需传热面积 A。

Q̇ = 480 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 75 °CTc: 20 → 45 °C
A = m²
4.中等
长度T150 °C75 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂逆流

一台管壳式换热器（单壳程、双管程）须传递 470 kW。热流体从 150 °C 冷却到 75 °C，冷流体从 10 °C 加热到 20 °C。该布置的 LMTD 修正系数为 F = 0.9，U = 1000 W/(m²·K)。求所需的传热面积 A。

Q̇ = 470 kWF = 0.9U = 1000 W/(m²·K)Th: 150 → 75 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
5.困难
长度T110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂冷凝蒸汽

在一台传热面积为 4 m²、U = 2500 W/(m²·K) 的冷凝器中，蒸汽在管外以恒定的 110 °C 冷凝。冷却水（1.5 kg/s，cp = 4.18 kJ/(kg·K)）以 25 °C 进入管内。求水的出口温度 Tc,out。

Ts = 110 °CA = 4 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.困难
长度T125 °C??15 °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 = 2 kW/K。热流体以 125 °C 进入，冷流体以 15 °C 进入。换热器的 A = 2 m²，U = 300 W/(m²·K)。求热流体出口温度 Th,out。

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 15 °CA = 2 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

答案

  1. 1. Tc,out = 31.51 °C
  2. 2. ΔTlm = 27.42 K
  3. 3. A = 23.22 m²
  4. 4. A = 5.569 m²
  5. 5. Tc,out = 92.75 °C
  6. 6. Th,out = 99.62 °C

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