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.

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
panjangT135 °C80 °C?30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 135 kepada 80 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 80 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT100 °C45 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 100 kepada 45 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 75 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 100 → 45 °CTc: 10 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT85 °C65 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 30 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 65 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 25 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 30 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT155 °C110 °C25 °C50 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Penukar haba aliran selari memindahkan 80 kW. Luas pemindahan habanya ialah 1 m². Bendalir panas menyejuk daripada 155 kepada 110 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 50 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 80 kWA = 1 m²Th: 155 → 110 °CTc: 25 → 50 °C
U = W/(m²·K)
5.Sukar
panjangT135 °C105 °C?10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.8 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 135 kepada 105 °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 = 300 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 105 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT140 °C100 °C96.77 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 140 kepada 100 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 0.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 25 °C. Dengan U = 300 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 100 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 70.35 °C
  2. 2. ΔTlm = 29.72 K
  3. 3. A = 1.865 m²
  4. 4. U = 883.6 W/(m²·K)
  5. 5. L = 23.06 m
  6. 6. A = 8.671 m²

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