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
panjangT100 °C80 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 20 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 1500 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 100 kepada 80 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 90 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 20 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 100 → 80 °CTc: 25 → 90 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT110 °C90 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 110 kepada 90 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 40 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 110 → 90 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT100 °C20 °C55 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 100 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 20 kepada 55 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 3000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 100 °Cṁ = 5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 55 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Sederhana
panjangT140 °C110 °C125 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 800 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 140 kepada 110 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 125 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.8, dan U = 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 800 kWF = 0.8U = 800 W/(m²·K)Th: 140 → 110 °CTc: 25 → 125 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT180 °C90 °C42.61 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 180 kepada 90 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 90 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT165 °C55 °C38.82 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 165 kepada 55 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 25 °C. Dengan U = 500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 165 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 791.9 kW
  2. 2. ΔTlm = 72.47 K
  3. 3. A = 4.008 m²
  4. 4. A = 30.98 m²
  5. 5. A = 1.891 m²
  6. 6. A = 3.45 m²

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