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
panjangT80 °C55 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 80 kepada 55 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 30 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 80 → 55 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT140 °C75 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 140 kepada 75 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 75 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT125 °C65 °C115 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 750 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 125 kepada 65 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 115 °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 = 750 kWF = 0.92U = 1000 W/(m²·K)Th: 125 → 65 °CTc: 20 → 115 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT130 °C100 °C100 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 240 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 100 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 100 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 240 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 100 °CTc: 10 → 100 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT110 °C??20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 0.5 kW/K. Aliran panas masuk pada 110 °C dan aliran sejuk pada 20 °C. Penukar itu mempunyai A = 1 m² dan U = 800 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 20 °CA = 1 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Sukar
panjangT155 °C45 °C85.79 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 155 kepada 45 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 0.5 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 45 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 47.46 K
  2. 2. Tc,out = 39.44 °C
  3. 3. A = 35.03 m²
  4. 4. A = 14.65 m²
  5. 5. Th,out = 54.62 °C
  6. 6. A = 2.111 m²

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