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.

Lembar kerja baruBerlatih online dengan petunjuk

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
panjangT180 °C145 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Oli panas (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) mendingin dari 180 ke 145 °C dalam penukar aliran berlawanan. Oli memanaskan 1 kg/s air (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 25 °C. Tidak ada panas yang hilang ke lingkungan. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 145 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT150 °C60 °C125 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar panas aliran berlawanan, fluida panas mendingin dari 150 ke 60 °C sementara fluida dingin memanas dari 25 ke 125 °C. Cari selisih suhu rata-rata logaritmik ΔTlm.

Th: 150 → 60 °CTc: 25 → 125 °C
ΔTlm = K
3.Sedang
panjangT155 °C80 °C10 °C45 °CΔT₁ΔT₂aliran searah

Penukar panas aliran searah memindahkan 260 kW. Luas perpindahan panasnya 8 m². Fluida panas mendingin dari 155 ke 80 °C dan fluida dingin memanas dari 10 ke 45 °C. Cari koefisien perpindahan panas menyeluruh U.

Q̇ = 260 kWA = 8 m²Th: 155 → 80 °CTc: 10 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.Sedang
panjangT110 °C90 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar panas shell-and-tube (satu laluan shell, dua laluan tabung) harus memindahkan 790 kW. Fluida panas mendingin dari 110 ke 90 °C dan fluida dingin memanas dari 30 ke 85 °C. Faktor koreksi LMTD untuk susunan ini F = 0,85, dan U = 200 W/(m²·K). Cari luas perpindahan panas A yang diperlukan.

Q̇ = 790 kWF = 0,85U = 200 W/(m²·K)Th: 110 → 90 °CTc: 30 → 85 °C
A = m²
5.Sulit
panjangT95 °C40 °C56,84 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Oli panas (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) mendingin dari 95 ke 40 °C dalam penukar aliran berlawanan. Oli memanaskan 1,5 kg/s air (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 800 W/(m²·K), cari luas perpindahan panas A yang diperlukan.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 40 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Sulit
panjangT135 °C85 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar panas pipa ganda aliran berlawanan, oli panas (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) mengalir di tabung dalam dan mendingin dari 135 ke 85 °C. Air (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) di anulus masuk pada 20 °C. Tabung dalam berdiameter 40 mm, dan U = 150 W/(m²·K) didasarkan pada diameter ini. Cari panjang tabung L yang diperlukan.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 20 °CD = 40 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawaban

  1. 1. Tc,out = 33,79 °C
  2. 2. ΔTlm = 29,72 K
  3. 3. U = 420 W/(m²·K)
  4. 4. A = 116,2 m²
  5. 5. A = 10,27 m²
  6. 6. L = 36,28 m

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