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 °C85 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 85 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 80 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 130 → 85 °CTc: 20 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT125 °C80 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 125 kepada 80 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 25 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 80 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT105 °C55 °C10 °C45 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 370 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 105 kepada 55 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 45 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 370 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 105 → 55 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT130 °C95 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 750 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 95 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 80 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.92, dan U = 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 750 kWF = 0.92U = 200 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT165 °C135 °C31.3 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 165 kepada 135 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 300 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 165 → 135 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT140 °C70 °C61.87 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 140 kepada 70 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 1000 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 57.17 K
  2. 2. Tc,out = 36.3 °C
  3. 3. A = 32.67 m²
  4. 4. A = 68.57 m²
  5. 5. A = 2.538 m²
  6. 6. A = 2.777 m²

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