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
panjangT105 °C60 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 105 kepada 60 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 60 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT175 °C50 °C20 °C45 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 175 kepada 50 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 45 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 175 → 50 °CTc: 20 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT100 °C25 °C90 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 100 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 25 kepada 90 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 3000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 100 °Cṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 90 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Sederhana
panjangT145 °C70 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang memindahkan 330 kW. Luas pemindahan habanya ialah 4 m². Bendalir panas menyejuk daripada 145 kepada 70 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 80 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 330 kWA = 4 m²Th: 145 → 70 °CTc: 15 → 80 °C
U = W/(m²·K)
5.Sukar
panjangT165 °C??30 °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 165 °C dan aliran sejuk pada 30 °C. Penukar itu mempunyai A = 6 m² dan U = 300 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 30 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Sukar
panjangT175 °C145 °C75.29 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 175 kepada 145 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 0.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Dengan U = 300 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 145 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 45.14 °C
  2. 2. ΔTlm = 43.68 K
  3. 3. A = 5.615 m²
  4. 4. U = 1378 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 59.35 °C
  6. 6. A = 3.678 m²

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