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
panjangT95 °C45 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 5 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 300 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 95 kepada 45 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 80 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 5 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 95 → 45 °CTc: 15 → 80 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT140 °C105 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 140 kepada 105 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 75 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 140 → 105 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT95 °C65 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 720 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 95 kepada 65 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 70 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.88, dan U = 500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 720 kWF = 0.88U = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 65 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT125 °C85 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang memindahkan 490 kW. Luas pemindahan habanya ialah 2 m². Bendalir panas menyejuk daripada 125 kepada 85 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 35 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 490 kWA = 2 m²Th: 125 → 85 °CTc: 25 → 35 °C
U = W/(m²·K)
5.Sukar
panjangT90 °C50 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 90 kepada 50 °C. Air (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 15 °C. Tiub dalam berdiameter 32 mm, dan U = 300 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT140 °C55 °C61.18 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 140 kepada 55 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °C. Dengan U = 300 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 55 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 32.46 kW
  2. 2. ΔTlm = 72.24 K
  3. 3. A = 51.27 m²
  4. 4. U = 3311 W/(m²·K)
  5. 5. L = 11.03 m
  6. 6. A = 13.9 m²

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