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
panjangT85 °C50 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 50 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 65 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 85 → 50 °CTc: 15 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT110 °C70 °C45 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 110 kepada 70 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 30 kepada 45 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 110 → 70 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT150 °C110 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 100 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 150 kepada 110 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 100 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.85, dan U = 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 100 kWF = 0.85U = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 110 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT160 °C135 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 530 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 135 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 30 °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 = 530 kWF = 0.92U = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 135 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT170 °C55 °C24.63 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 170 kepada 55 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Dengan U = 1500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT135 °C65 °C?20 °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 135 kepada 65 °C. Air (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 20 °C. Tiub dalam berdiameter 25 mm, dan U = 500 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 65 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 26.8 K
  2. 2. ΔTlm = 51.49 K
  3. 3. A = 9.216 m²
  4. 4. A = 5.886 m²
  5. 5. A = 0.9858 m²
  6. 6. L = 29.4 m

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