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
panjangT115 °C85 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 115 kepada 85 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 65 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 115 → 85 °CTc: 20 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Mudah

Dalam penukar haba, 1.5 kg/s minyak ringan (cp = 2.1 kJ/(kg·K)) dipanaskan daripada 40 kepada 70 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 1.5 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 40 → 70 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT105 °C45 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 300 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 105 kepada 45 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 30 kepada 40 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 300 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 45 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT95 °C60 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 280 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 95 kepada 60 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 85 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.95, dan U = 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 280 kWF = 0.95U = 200 W/(m²·K)Th: 95 → 60 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT145 °C80 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 145 kepada 80 °C. Air (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 20 °C. Tiub dalam berdiameter 25 mm, dan U = 250 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 80 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT155 °C90 °C32.88 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 155 kepada 90 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Dengan U = 200 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 90 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 57.17 K
  2. 2. Q̇ = 94.5 kW
  3. 3. A = 23.21 m²
  4. 4. A = 63.33 m²
  5. 5. L = 46.34 m
  6. 6. A = 11.6 m²

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