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.

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
panjangT165 °C105 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 165 kepada 105 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 3 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: 165 → 105 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT80 °C30 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 80 kepada 30 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 25 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 80 → 30 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT170 °C120 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 120 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 170 kepada 120 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 25 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 120 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 120 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT165 °C115 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 480 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 165 kepada 115 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 105 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.92, dan U = 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 480 kWF = 0.92U = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 115 °CTc: 25 → 105 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT130 °C75 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 130 kepada 75 °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 = 200 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 75 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT155 °C95 °C10 °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 155 kepada 95 °C. Air (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 10 °C. Tiub dalam berdiameter 50 mm, dan U = 400 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 95 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 10 °CD = 50 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 20.02 °C
  2. 2. ΔTlm = 34.6 K
  3. 3. A = 1.224 m²
  4. 4. A = 7.052 m²
  5. 5. L = 61.79 m
  6. 6. L = 12.11 m

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