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
panjangT160 °C110 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 110 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 25 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 160 → 110 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT100 °C65 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 100 kepada 65 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 45 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 100 → 65 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT135 °C70 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 130 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 70 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 100 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.9, dan U = 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 130 kWF = 0.9U = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 70 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT170 °C80 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 390 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 170 kepada 80 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 80 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 390 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 170 → 80 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT105 °C50 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 105 kepada 50 °C. Air (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 10 °C. Tiub dalam berdiameter 50 mm, dan U = 250 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 50 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 10 °CD = 50 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT85 °C45 °C40.1 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 85 kepada 45 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 85 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 116.6 K
  2. 2. ΔTlm = 41.61 K
  3. 3. A = 12.86 m²
  4. 4. A = 3.514 m²
  5. 5. L = 36.76 m
  6. 6. A = 9.886 m²

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