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
panjangT175 °C80 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 175 kepada 80 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 3 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT135 °C70 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 70 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 50 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 135 → 70 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT155 °C80 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 300 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 155 kepada 80 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 35 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 300 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 155 → 80 °CTc: 10 → 35 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT110 °C20 °C45 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 110 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 20 kepada 45 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 3000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 110 °Cṁ = 5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 45 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Sukar
panjangT130 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 130 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 8 m² dan U = 2500 W/(m²·K). Air penyejuk (2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 15 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 130 °CA = 8 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Sukar
panjangT165 °C90 °C119.7 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 165 kepada 90 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °C. Dengan U = 1500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 22.95 °C
  2. 2. ΔTlm = 65.96 K
  3. 3. A = 4.042 m²
  4. 4. A = 2.267 m²
  5. 5. Tc,out = 119.5 °C
  6. 6. A = 4.78 m²

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