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
panjangT165 °C100 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 165 kepada 100 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 50 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 165 → 100 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT180 °C70 °C?30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 180 kepada 70 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT100 °C65 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 670 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 100 kepada 65 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 75 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.85, dan U = 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 670 kWF = 0.85U = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 65 °CTc: 10 → 75 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT170 °C155 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 240 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 170 kepada 155 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 50 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 240 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 155 °CTc: 20 → 50 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT140 °C80 °C31.96 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 140 kepada 80 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 800 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT115 °C50 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (0.3 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 115 kepada 50 °C. Air (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 15 °C. Tiub dalam berdiameter 20 mm, dan U = 400 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 50 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 96.44 K
  2. 2. Tc,out = 85.26 °C
  3. 3. A = 20.72 m²
  4. 4. A = 1.885 m²
  5. 5. A = 2.296 m²
  6. 6. L = 41.27 m

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