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
panjangT140 °C115 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 140 kepada 115 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 80 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 140 → 115 °CTc: 20 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT170 °C125 °C160 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 0.5 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 1000 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 170 kepada 125 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 160 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 0.5 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 125 °CTc: 25 → 160 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT140 °C125 °C125 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 590 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 140 kepada 125 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 125 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.88, dan U = 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 590 kWF = 0.88U = 200 W/(m²·K)Th: 140 → 125 °CTc: 30 → 125 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT140 °C15 °C90 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 140 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 15 kepada 90 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 2500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 140 °Cṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 90 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Sukar
panjangT150 °C95 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (0.2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 150 kepada 95 °C. Air (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 20 °C. Tiub dalam berdiameter 25 mm, dan U = 250 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 95 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT140 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 140 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 3 m² dan U = 2500 W/(m²·K). Air penyejuk (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 10 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 140 °CA = 3 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 76.16 K
  2. 2. Q̇ = 19.54 kW
  3. 3. A = 77.35 m²
  4. 4. A = 0.766 m²
  5. 5. L = 12.29 m
  6. 6. Tc,out = 68.52 °C

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