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
panjangT175 °C150 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 175 kepada 150 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 40 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 175 → 150 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT105 °C75 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 105 kepada 75 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 0.8 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 75 °Cṁc = 0.8 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT110 °C25 °C70 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 110 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 25 kepada 70 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 2000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 110 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 70 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Sederhana
panjangT80 °C60 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 310 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 80 kepada 60 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 35 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.8, dan U = 500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 310 kWF = 0.8U = 500 W/(m²·K)Th: 80 → 60 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT100 °C55 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.3 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 100 kepada 55 °C. Air (0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 15 °C. Tiub dalam berdiameter 20 mm, dan U = 300 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 55 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT150 °C45 °C140.6 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 150 kepada 45 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 0.5 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 = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 45 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 132.5 K
  2. 2. Tc,out = 26.21 °C
  3. 3. A = 4.726 m²
  4. 4. A = 19.48 m²
  5. 5. L = 29.86 m
  6. 6. A = 57.21 m²

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