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
panjangT115 °C90 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 115 kepada 90 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 35 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 115 → 90 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT105 °C35 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 105 kepada 35 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 35 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 105 → 35 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT145 °C75 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 760 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 145 kepada 75 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 70 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.88, dan U = 500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 760 kWF = 0.88U = 500 W/(m²·K)Th: 145 → 75 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT170 °C85 °C10 °C60 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 30 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 170 kepada 85 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 60 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 30 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 170 → 85 °CTc: 10 → 60 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT90 °C55 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.3 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 90 kepada 55 °C. Air (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 20 °C. Tiub dalam berdiameter 32 mm, dan U = 200 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 55 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 20 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT140 °C50 °C39.76 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 140 kepada 50 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Dengan U = 500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 75.27 K
  2. 2. ΔTlm = 39.91 K
  3. 3. A = 28.01 m²
  4. 4. A = 2.063 m²
  5. 5. L = 24.55 m
  6. 6. A = 6.677 m²

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