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
panjangT155 °C115 °C?30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 155 kepada 115 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 115 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT160 °C105 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 105 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 60 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 160 → 105 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT100 °C40 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 110 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 100 kepada 40 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 70 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 110 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 40 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT155 °C60 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 130 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 155 kepada 60 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 90 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.92, dan U = 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 130 kWF = 0.92U = 800 W/(m²·K)Th: 155 → 60 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT100 °C60 °C53.01 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 100 kepada 60 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 60 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT100 °C75 °C38.76 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 100 kepada 75 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 25 °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: 100 → 75 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 74.02 °C
  2. 2. ΔTlm = 94.91 K
  3. 3. A = 25.42 m²
  4. 4. A = 3.089 m²
  5. 5. A = 6.36 m²
  6. 6. A = 2.593 m²

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