Lembaran kerja Penukar haba (LMTD) dengan jawapan

Lembaran kerja Penukar haba (LMTD) percuma untuk dicetak: 6 soalan dari mudah hingga tahap peperiksaan, dengan skema jawapan. Cetak atau simpan sebagai PDF.

Untuk pensyarah dan guru: percuma untuk dicetak, disalin dan digunakan di dalam kelas. Setiap lembaran kerja baharu mempunyai nilai baharu dan skema jawapannya sendiri. Pautan ke ExamProblems di halaman kursus anda amat dihargai.

Nama: ____________________   Tarikh: ____________

1.Mudah
panjangT150 °C105 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 2 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 1500 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 150 kepada 105 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 90 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 2 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 150 → 105 °CTc: 30 → 90 °C
Q̇ = kW
2.Mudah

Dalam penukar haba, 1.5 kg/s minyak ringan (cp = 2.1 kJ/(kg·K)) disejukkan daripada 105 kepada 75 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 1.5 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 105 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT155 °C100 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 220 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 155 kepada 100 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 50 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 220 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 100 °CTc: 15 → 50 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT135 °C115 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 470 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 115 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 100 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 470 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 135 → 115 °CTc: 20 → 100 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT140 °C85 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.3 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 140 kepada 85 °C. Air (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 15 °C. Tiub dalam berdiameter 20 mm, dan U = 200 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 85 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT120 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 120 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 3 m² dan U = 1000 W/(m²·K). Air penyejuk (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 20 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 120 °CA = 3 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 201.7 kW
  2. 2. Q̇ = 94.5 kW
  3. 3. A = 11.62 m²
  4. 4. A = 5.215 m²
  5. 5. L = 33.53 m
  6. 6. Tc,out = 71.21 °C

Penyelesaian langkah demi langkah yang lengkap: berlatih topik ini di examproblems.com.