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 °C100 °C120 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 8 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 1000 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 175 kepada 100 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 120 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 8 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 100 °CTc: 30 → 120 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT130 °C95 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 8 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 200 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 95 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 75 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 8 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 25 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT120 °C85 °C10 °C75 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 470 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 120 kepada 85 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 75 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 470 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 120 → 85 °CTc: 10 → 75 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT180 °C70 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 600 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 180 kepada 70 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 50 °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 = 600 kWF = 0.92U = 300 W/(m²·K)Th: 180 → 70 °CTc: 15 → 50 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT110 °C40 °C39.26 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 110 kepada 40 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 1000 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 40 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT100 °C70 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (0.3 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 100 kepada 70 °C. Air (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 25 °C. Tiub dalam berdiameter 32 mm, dan U = 400 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 70 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 497.6 kW
  2. 2. Q̇ = 99.52 kW
  3. 3. A = 7.513 m²
  4. 4. A = 24.93 m²
  5. 5. A = 2.004 m²
  6. 6. L = 9.24 m

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