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
panjangT135 °C80 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 80 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 40 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 135 → 80 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT175 °C50 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 175 kepada 50 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 50 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT170 °C100 °C15 °C90 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 320 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 170 kepada 100 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 90 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 320 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 100 °CTc: 15 → 90 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT120 °C30 °C95 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 120 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (4 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 30 kepada 95 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 120 °Cṁ = 4 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 95 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Sukar
panjangT160 °C85 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (0.3 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 160 kepada 85 °C. Air (0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 15 °C. Tiub dalam berdiameter 20 mm, dan U = 300 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 85 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT145 °C105 °C60.89 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 145 kepada 105 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 25 °C. Dengan U = 500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 105 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 67.35 K
  2. 2. Tc,out = 60.85 °C
  3. 3. A = 6.049 m²
  4. 4. A = 14.28 m²
  5. 5. L = 57.86 m
  6. 6. A = 3.657 m²

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