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

Dalam penukar haba, 0.3 kg/s campuran glikol (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) disejukkan daripada 60 kepada 40 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 0.3 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 60 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT120 °C55 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 120 kepada 55 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 55 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 120 → 55 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT100 °C15 °C80 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 100 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 15 kepada 80 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 2000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 100 °Cṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 80 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Sederhana
panjangT105 °C75 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 440 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 105 kepada 75 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 90 °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 = 440 kWF = 0.88U = 300 W/(m²·K)Th: 105 → 75 °CTc: 20 → 90 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT135 °C100 °C?10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 135 kepada 100 °C. Air (0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 10 °C. Tiub dalam berdiameter 40 mm, dan U = 400 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 100 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT120 °C80 °C?15 °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 120 kepada 80 °C. Air (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 15 °C. Tiub dalam berdiameter 25 mm, dan U = 400 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 80 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 21.6 kW
  2. 2. ΔTlm = 51.49 K
  3. 3. A = 4.536 m²
  4. 4. A = 54.14 m²
  5. 5. L = 8.557 m
  6. 6. L = 34.78 m

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