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
panjangT175 °C120 °C120 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 175 kepada 120 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 120 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 175 → 120 °CTc: 15 → 120 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT125 °C95 °C?30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 125 kepada 95 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 0.8 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 95 °Cṁc = 0.8 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT100 °C45 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 360 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 100 kepada 45 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 90 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 360 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 100 → 45 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT105 °C90 °C95 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 590 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 105 kepada 90 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 95 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.95, dan U = 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 590 kWF = 0.95U = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 90 °CTc: 10 → 95 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT170 °C60 °C85.26 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 170 kepada 60 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °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: 170 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT80 °C??10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 4 kW/K. Aliran panas masuk pada 80 °C dan aliran sejuk pada 10 °C. Penukar itu mempunyai A = 5 m² dan U = 800 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 77.32 K
  2. 2. Tc,out = 67.68 °C
  3. 3. A = 16.64 m²
  4. 4. A = 18.45 m²
  5. 5. A = 5.843 m²
  6. 6. Th,out = 45 °C

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