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
panjangT80 °C30 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 3 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 1000 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 80 kepada 30 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 45 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 3 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 80 → 30 °CTc: 15 → 45 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT175 °C160 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 175 kepada 160 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 30 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 175 → 160 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT145 °C100 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 460 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 145 kepada 100 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 35 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 460 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 100 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT85 °C55 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 260 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 55 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 30 kepada 45 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 260 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 55 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT105 °C85 °C30.05 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 105 kepada 85 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 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 = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 85 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT160 °C130 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (0.2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 160 kepada 130 °C. Air (0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 10 °C. Tiub dalam berdiameter 20 mm, dan U = 150 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 130 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 70.81 kW
  2. 2. ΔTlm = 144.5 K
  3. 3. A = 4.744 m²
  4. 4. A = 6.566 m²
  5. 5. A = 0.8016 m²
  6. 6. L = 12.78 m

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