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 °C125 °C110 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 175 kepada 125 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 110 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 175 → 125 °CTc: 25 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT165 °C115 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 165 kepada 115 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 40 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 165 → 115 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT135 °C65 °C120 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 100 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 65 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 120 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.88, dan U = 500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 100 kWF = 0.88U = 500 W/(m²·K)Th: 135 → 65 °CTc: 30 → 120 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT120 °C100 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 750 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 120 kepada 100 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 65 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.8, dan U = 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 750 kWF = 0.8U = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 100 °CTc: 25 → 65 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT95 °C??25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 3 kW/K. Aliran panas masuk pada 95 °C dan aliran sejuk pada 25 °C. Penukar itu mempunyai A = 6 m² dan U = 800 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 25 °CA = 6 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Sukar
panjangT105 °C70 °C31.72 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 105 kepada 70 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 300 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 81.25 K
  2. 2. ΔTlm = 109.3 K
  3. 3. A = 9.628 m²
  4. 4. A = 48.46 m²
  5. 5. Th,out = 51.92 °C
  6. 6. A = 8.046 m²

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