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 °C90 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 120 kepada 90 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 0.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT115 °C60 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 115 kepada 60 °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 = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT110 °C95 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 170 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 110 kepada 95 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 35 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 170 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 110 → 95 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT105 °C50 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 680 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 105 kepada 50 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 35 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.85, dan U = 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 680 kWF = 0.85U = 300 W/(m²·K)Th: 105 → 50 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT130 °C??20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 4 kW/K. Aliran panas masuk pada 130 °C dan aliran sejuk pada 20 °C. Penukar itu mempunyai A = 5 m² dan U = 300 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 130 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Sukar
panjangT125 °C75 °C48.49 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 125 kepada 75 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1.5 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 = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 75 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 30.07 °C
  2. 2. Tc,out = 32.57 °C
  3. 3. A = 2.194 m²
  4. 4. A = 61.01 m²
  5. 5. Th,out = 100 °C
  6. 6. A = 3.865 m²

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