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 °C155 °C125 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 175 kepada 155 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 125 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 175 → 155 °CTc: 20 → 125 °C
ΔTlm = K
2.Mudah

Dalam penukar haba, 0.2 kg/s etanol (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) dipanaskan daripada 25 kepada 65 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 0.2 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 25 → 65 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT120 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 120 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 15 kepada 45 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 3000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 120 °Cṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 45 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Sederhana
panjangT120 °C105 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 140 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 120 kepada 105 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 50 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.88, dan U = 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 140 kWF = 0.88U = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 105 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT130 °C80 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.8 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 130 kepada 80 °C. Air (0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 25 °C. Tiub dalam berdiameter 25 mm, dan U = 200 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 80 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT145 °C90 °C23.82 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 145 kepada 90 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 10 °C. Dengan U = 200 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 90 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 85.58 K
  2. 2. Q̇ = 19.52 kW
  3. 3. A = 0.9376 m²
  4. 4. A = 7.317 m²
  5. 5. L = 166.6 m
  6. 6. A = 5.823 m²

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