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
panjangT180 °C65 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 180 kepada 65 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 105 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 180 → 65 °CTc: 25 → 105 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT125 °C70 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 125 kepada 70 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT110 °C20 °C75 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 110 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 20 kepada 75 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 110 °Cṁ = 5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 75 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Sederhana
panjangT100 °C80 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 180 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 100 kepada 80 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 90 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.95, dan U = 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 180 kWF = 0.95U = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 80 °CTc: 20 → 90 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT100 °C55 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 100 kepada 55 °C. Air (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 25 °C. Tiub dalam berdiameter 50 mm, dan U = 200 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 55 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT145 °C105 °C51.9 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 145 kepada 105 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 1500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 105 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 55.68 K
  2. 2. Tc,out = 30.96 °C
  3. 3. A = 19.74 m²
  4. 4. A = 6.79 m²
  5. 5. L = 80.83 m
  6. 6. A = 1.498 m²

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