Lembar kerja Penukar panas (LMTD) dengan jawaban

Lembar kerja Penukar panas (LMTD) gratis yang dapat dicetak: 6 soal dari mudah hingga tingkat ujian, dengan kunci jawaban. Cetak atau simpan sebagai PDF.

Untuk pengajar: gratis untuk dicetak, disalin, dan dipakai di kelas. Setiap lembar kerja baru punya nilai baru dan kunci jawabannya sendiri. Tautan ke ExamProblems di halaman mata kuliah Anda sangat kami hargai.

Nama: ____________________   Tanggal: ____________

1.Mudah
panjangT110 °C60 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Oli panas (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) mendingin dari 110 ke 60 °C dalam penukar aliran berlawanan. Oli memanaskan 1 kg/s air (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Tidak ada panas yang hilang ke lingkungan. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT160 °C75 °C20 °C60 °CΔT₁ΔT₂aliran searah

Dalam penukar panas aliran searah, fluida panas mendingin dari 160 ke 75 °C sementara fluida dingin memanas dari 20 ke 60 °C. Cari selisih suhu rata-rata logaritmik ΔTlm.

Th: 160 → 75 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Sedang
panjangT150 °C95 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar panas aliran berlawanan memindahkan 110 kW. Fluida panas mendingin dari 150 ke 95 °C dan fluida dingin memanas dari 25 ke 60 °C. Koefisien perpindahan panas menyeluruhnya 800 W/(m²·K). Cari luas perpindahan panas A yang diperlukan.

Q̇ = 110 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 150 → 95 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
4.Sedang
panjangT120 °C30 °C85 °CΔT₁ΔT₂uap yang mengembun

Dalam kondensor, uap mengembun pada suhu konstan 120 °C di sisi luar tabung. Air pendingin (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tabung dan memanas dari 30 ke 85 °C. Koefisien perpindahan panas menyeluruhnya 3500 W/(m²·K). Cari luas perpindahan panas A yang diperlukan.

Ts = 120 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 85 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Sulit
panjangT135 °C85 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar panas pipa ganda aliran berlawanan, oli panas (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) mengalir di tabung dalam dan mendingin dari 135 ke 85 °C. Air (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) di anulus masuk pada 15 °C. Tabung dalam berdiameter 40 mm, dan U = 250 W/(m²·K) didasarkan pada diameter ini. Cari panjang tabung L yang diperlukan.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 85 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 15 °CD = 40 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Sulit
panjangT175 °C105 °C55,17 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Oli panas (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) mendingin dari 175 ke 105 °C dalam penukar aliran berlawanan. Oli memanaskan 1 kg/s air (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 300 W/(m²·K), cari luas perpindahan panas A yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 105 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawaban

  1. 1. Tc,out = 44,9 °C
  2. 2. ΔTlm = 55,96 K
  3. 3. A = 1,728 m²
  4. 4. A = 3,384 m²
  5. 5. L = 14,99 m
  6. 6. A = 4,831 m²

Penyelesaian lengkap langkah demi langkah: latih topik ini di examproblems.com.