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
panjangT85 °C65 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 4 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 500 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 65 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 70 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 4 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 15 → 70 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT120 °C90 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 120 kepada 90 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 1 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 = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT120 °C20 °C70 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 120 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 20 kepada 70 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 3500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 120 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 70 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Sederhana
panjangT180 °C40 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang memindahkan 20 kW. Luas pemindahan habanya ialah 2 m². Bendalir panas menyejuk daripada 180 kepada 40 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 35 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 20 kWA = 2 m²Th: 180 → 40 °CTc: 25 → 35 °C
U = W/(m²·K)
5.Sukar
panjangT125 °C95 °C?10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 125 kepada 95 °C. Air (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 10 °C. Tiub dalam berdiameter 25 mm, dan U = 400 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 95 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT140 °C??25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 4 kW/K. Aliran panas masuk pada 140 °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 = 4 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 25 °CA = 6 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 58.14 kW
  2. 2. Tc,out = 45.14 °C
  3. 3. A = 2.483 m²
  4. 4. U = 174.5 W/(m²·K)
  5. 5. L = 11.62 m
  6. 6. Th,out = 77.27 °C

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