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
panjangT130 °C60 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 60 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 40 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 130 → 60 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Mudah

Dalam penukar haba, 0.3 kg/s etanol (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) disejukkan daripada 120 kepada 60 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 0.3 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 120 → 60 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT100 °C45 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 250 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 100 kepada 45 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 40 °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 = 250 kWF = 0.85U = 500 W/(m²·K)Th: 100 → 45 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT175 °C140 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Penukar haba aliran selari memindahkan 170 kW. Luas pemindahan habanya ialah 6 m². Bendalir panas menyejuk daripada 175 kepada 140 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 40 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 170 kWA = 6 m²Th: 175 → 140 °CTc: 15 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.Sukar
panjangT105 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 105 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 1 m² dan U = 2500 W/(m²·K). Air penyejuk (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 15 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 105 °CA = 1 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Sukar
panjangT85 °C50 °C30.86 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 85 kepada 50 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 25 °C. Dengan U = 500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 85 → 50 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 54.31 K
  2. 2. Q̇ = 43.92 kW
  3. 3. A = 18.12 m²
  4. 4. U = 221.9 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 44.59 °C
  6. 6. A = 1.949 m²

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