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

Dalam penukar haba, 0.2 kg/s etanol (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) dipanaskan daripada 15 kepada 40 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 0.2 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 15 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT115 °C25 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 115 kepada 25 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 90 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 115 → 25 °CTc: 10 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT120 °C105 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 30 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 120 kepada 105 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 90 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 30 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 105 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT110 °C15 °C55 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 110 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 15 kepada 55 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 3000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 110 °Cṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 55 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Sukar
panjangT140 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 140 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 5 m² dan U = 1000 W/(m²·K). Air penyejuk (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 10 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 140 °CA = 5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Sukar
panjangT170 °C35 °C114 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 170 kepada 35 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Dengan U = 200 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 35 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 12.2 kW
  2. 2. ΔTlm = 19.58 K
  3. 3. A = 1.962 m²
  4. 4. A = 1.523 m²
  5. 5. Tc,out = 100.7 °C
  6. 6. A = 88.84 m²

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