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
panjangT160 °C95 °C135 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 2 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 500 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 95 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 135 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 2 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 95 °CTc: 10 → 135 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT165 °C145 °C115 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 1 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 1000 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 165 kepada 145 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 115 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 1 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 145 °CTc: 25 → 115 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT140 °C75 °C120 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 180 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 140 kepada 75 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 120 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 180 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 140 → 75 °CTc: 15 → 120 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT145 °C55 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 90 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 145 kepada 55 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 60 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.88, dan U = 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 90 kWF = 0.88U = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 55 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT110 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 110 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 4 m² dan U = 1500 W/(m²·K). Air penyejuk (2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 30 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 110 °CA = 4 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Sukar
panjangT155 °C95 °C72.85 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 155 kepada 95 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1.5 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 = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 95 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 49.03 kW
  2. 2. Q̇ = 79.96 kW
  3. 3. A = 3.296 m²
  4. 4. A = 6.455 m²
  5. 5. Tc,out = 70.97 °C
  6. 6. A = 4.94 m²

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