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 °C135 °C?30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 175 kepada 135 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 1.5 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 = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 135 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT180 °C45 °C145 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 2 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 800 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 180 kepada 45 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 145 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 2 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 45 °CTc: 20 → 145 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT140 °C90 °C100 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 240 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 140 kepada 90 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 100 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.8, dan U = 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 240 kWF = 0.8U = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 90 °CTc: 15 → 100 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT130 °C75 °C110 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 110 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 75 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 110 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.9, dan U = 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 110 kWF = 0.9U = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 75 °CTc: 10 → 110 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT140 °C115 °C39.95 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 140 kepada 115 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 25 °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 → 115 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT130 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 130 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 4 m² dan U = 2500 W/(m²·K). Air penyejuk (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 30 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 130 °CA = 4 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 43.4 °C
  2. 2. Q̇ = 47.55 kW
  3. 3. A = 17.96 m²
  4. 4. A = 10.67 m²
  5. 5. A = 0.8229 m²
  6. 6. Tc,out = 109.7 °C

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