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
panjangT135 °C100 °C?10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 135 kepada 100 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 10 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 100 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT145 °C85 °C105 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 145 kepada 85 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 105 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 145 → 85 °CTc: 10 → 105 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT100 °C25 °C65 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 100 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 25 kepada 65 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 3000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 100 °Cṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 65 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Sederhana
panjangT160 °C60 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 550 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 60 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 105 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.85, dan U = 500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 550 kWF = 0.85U = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 60 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT145 °C115 °C46.51 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 145 kepada 115 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °C. Dengan U = 500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 115 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT155 °C55 °C43.76 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 155 kepada 55 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °C. Dengan U = 800 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 15.23 °C
  2. 2. ΔTlm = 55.68 K
  3. 3. A = 1.062 m²
  4. 4. A = 31.38 m²
  5. 5. A = 1.507 m²
  6. 6. A = 2.488 m²

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