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
panjangT115 °C30 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 115 kepada 30 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 45 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 115 → 30 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT140 °C40 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 140 kepada 40 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 45 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 140 → 40 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT120 °C40 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 200 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 120 kepada 40 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 80 °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 = 200 kWF = 0.8U = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 40 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT140 °C10 °C35 °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 10 kepada 35 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 140 °Cṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 35 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Sukar
panjangT150 °C115 °C30.47 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 150 kepada 115 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 1500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 115 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT145 °C90 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 145 kepada 90 °C. Air (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 20 °C. Tiub dalam berdiameter 40 mm, dan U = 500 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 90 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 20 °CD = 40 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 35.7 K
  2. 2. ΔTlm = 52.43 K
  3. 3. A = 28.88 m²
  4. 4. A = 0.4464 m²
  5. 5. A = 0.5462 m²
  6. 6. L = 13.53 m

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