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.

Lembaran kerja baharuBerlatih dalam talian dengan petunjuk

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
panjangT110 °C70 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 10 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 300 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 110 kepada 70 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 100 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 10 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 70 °CTc: 30 → 100 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT130 °C110 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 110 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 25 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 130 → 110 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT140 °C55 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Penukar haba aliran selari memindahkan 230 kW. Luas pemindahan habanya ialah 10 m². Bendalir panas menyejuk daripada 140 kepada 55 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 30 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 230 kWA = 10 m²Th: 140 → 55 °CTc: 20 → 30 °C
U = W/(m²·K)
4.Sederhana
panjangT115 °C45 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 650 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 115 kepada 45 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 45 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.88, dan U = 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 650 kWF = 0.88U = 300 W/(m²·K)Th: 115 → 45 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT140 °C70 °C44.26 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 140 kepada 70 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 25 °C. Dengan U = 300 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT95 °C??15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 1.5 kW/K. Aliran panas masuk pada 95 °C dan aliran sejuk pada 15 °C. Penukar itu mempunyai A = 5 m² dan U = 200 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 1.5 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 64.92 kW
  2. 2. ΔTlm = 101.5 K
  3. 3. U = 379.8 W/(m²·K)
  4. 4. A = 52.15 m²
  5. 5. A = 3.993 m²
  6. 6. Th,out = 63 °C

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