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
panjangT150 °C110 °C110 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 20 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 300 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 150 kepada 110 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 110 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 20 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 110 °CTc: 30 → 110 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT125 °C75 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 125 kepada 75 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 0.8 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 = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 75 °Cṁc = 0.8 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT95 °C60 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 600 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 95 kepada 60 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 40 °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 = 600 kWF = 0.8U = 300 W/(m²·K)Th: 95 → 60 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT110 °C50 °C20 °C45 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 370 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 110 kepada 50 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 45 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 370 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 110 → 50 °CTc: 20 → 45 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT170 °C??30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 3 kW/K. Aliran panas masuk pada 170 °C dan aliran sejuk pada 30 °C. Penukar itu mempunyai A = 3 m² dan U = 800 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 170 °CTc,in = 30 °CA = 3 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Sukar
panjangT170 °C90 °C55.89 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 170 kepada 90 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 200 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 90 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 346.2 kW
  2. 2. Tc,out = 94.76 °C
  3. 3. A = 47.66 m²
  4. 4. A = 62.91 m²
  5. 5. Th,out = 107.8 °C
  6. 6. A = 16.62 m²

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