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
panjangT120 °C65 °C?10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 120 kepada 65 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 10 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT140 °C115 °C15 °C60 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 140 kepada 115 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 60 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 140 → 115 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT160 °C100 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 460 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 100 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 85 °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 = 460 kWF = 0.92U = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 100 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT150 °C75 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 190 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 150 kepada 75 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 30 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 190 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 150 → 75 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 130 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 4 m² dan U = 2000 W/(m²·K). Air penyejuk (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 20 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 130 °CA = 4 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Sukar
panjangT145 °C115 °C37.61 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 145 kepada 115 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Dengan U = 800 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 115 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 34.67 °C
  2. 2. ΔTlm = 85.26 K
  3. 3. A = 31.29 m²
  4. 4. A = 1.412 m²
  5. 5. Tc,out = 99.29 °C
  6. 6. A = 1.14 m²

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