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, 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dipanaskan daripada 35 kepada 60 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 35 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT130 °C35 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 35 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 20 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 130 → 35 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT130 °C30 °C100 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 130 °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 100 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 3000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 130 °Cṁ = 4 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 100 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Sederhana
panjangT85 °C70 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 640 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 70 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 75 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.92, dan U = 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 640 kWF = 0.92U = 300 W/(m²·K)Th: 85 → 70 °CTc: 25 → 75 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT110 °C80 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.3 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 110 kepada 80 °C. Air (0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 20 °C. Tiub dalam berdiameter 50 mm, dan U = 500 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 80 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT150 °C55 °C76.82 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 150 kepada 55 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 800 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 55 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 313.5 kW
  2. 2. ΔTlm = 50.49 K
  3. 3. A = 6.71 m²
  4. 4. A = 99.65 m²
  5. 5. L = 4.351 m
  6. 6. A = 8.603 m²

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