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, 2 kg/s minyak ringan (cp = 2.1 kJ/(kg·K)) dipanaskan daripada 35 kepada 55 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 35 → 55 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT145 °C120 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 145 kepada 120 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 50 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 145 → 120 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT100 °C60 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 140 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 100 kepada 60 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 65 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 140 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 100 → 60 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT95 °C60 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 340 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 95 kepada 60 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 45 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.92, dan U = 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 340 kWF = 0.92U = 200 W/(m²·K)Th: 95 → 60 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT155 °C75 °C29.67 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 155 kepada 75 °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 = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT145 °C60 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 145 kepada 60 °C. Air (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 20 °C. Tiub dalam berdiameter 40 mm, dan U = 200 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 60 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 20 °CD = 40 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 84 kW
  2. 2. ΔTlm = 97.48 K
  3. 3. A = 6.658 m²
  4. 4. A = 43.94 m²
  5. 5. A = 1.383 m²
  6. 6. L = 63.15 m

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