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

Dalam penukar haba, 0.8 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) disejukkan daripada 120 kepada 105 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 0.8 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 120 → 105 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT150 °C100 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 150 kepada 100 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 1.5 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 100 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT90 °C45 °C10 °C35 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 210 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 90 kepada 45 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 35 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 210 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 90 → 45 °CTc: 10 → 35 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT135 °C30 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 40 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 30 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 35 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 40 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 135 → 30 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT95 °C55 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 95 kepada 55 °C. Air (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 15 °C. Tiub dalam berdiameter 40 mm, dan U = 300 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 55 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 15 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT120 °C95 °C29.42 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 120 kepada 95 °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 = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 95 °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 = 50.16 kW
  2. 2. Tc,out = 45.12 °C
  3. 3. A = 4.159 m²
  4. 4. A = 0.5952 m²
  5. 5. L = 25.19 m
  6. 6. A = 4.77 m²

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