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
panjangT165 °C125 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 165 kepada 125 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 3 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 165 → 125 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT80 °C40 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 80 kepada 40 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 35 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 80 → 40 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT135 °C55 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 480 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 55 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 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 = 480 kWF = 0.8U = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 55 °CTc: 30 → 80 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT80 °C40 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 90 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 80 kepada 40 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 65 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 90 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 80 → 40 °CTc: 20 → 65 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT95 °C75 °C37.01 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 95 kepada 75 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 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 = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 75 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT155 °C95 °C?10 °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 155 kepada 95 °C. Air (0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 10 °C. Tiub dalam berdiameter 32 mm, dan U = 150 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 95 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 35.05 °C
  2. 2. ΔTlm = 22.13 K
  3. 3. A = 52.56 m²
  4. 4. A = 6.473 m²
  5. 5. A = 1.949 m²
  6. 6. L = 54.21 m

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