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
panjangT135 °C75 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 75 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 45 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 135 → 75 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT125 °C90 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 125 kepada 90 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 0.8 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: 125 → 90 °Cṁc = 0.8 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT115 °C40 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 430 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 115 kepada 40 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 50 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.8, dan U = 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 430 kWF = 0.8U = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 40 °CTc: 15 → 50 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT85 °C65 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 130 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 65 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 25 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 130 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT120 °C80 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 120 kepada 80 °C. Air (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 25 °C. Tiub dalam berdiameter 25 mm, dan U = 300 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 80 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT130 °C105 °C27.09 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 130 kepada 105 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 25 °C. Dengan U = 200 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 105 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 73.99 K
  2. 2. Tc,out = 37.04 °C
  3. 3. A = 12.84 m²
  4. 4. A = 2.262 m²
  5. 5. L = 26.29 m
  6. 6. A = 1.443 m²

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