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, 3 kg/s campuran glikol (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) dipanaskan daripada 35 kepada 75 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 35 → 75 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT130 °C105 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 105 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 40 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 130 → 105 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT125 °C85 °C110 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 290 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 125 kepada 85 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 30 kepada 110 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 290 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 125 → 85 °CTc: 30 → 110 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT160 °C85 °C120 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 500 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 85 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 120 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.85, dan U = 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 500 kWF = 0.85U = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 85 °CTc: 20 → 120 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT100 °C50 °C54.9 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 100 kepada 50 °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 = 1500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 50 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT100 °C??25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 1 kW/K. Aliran panas masuk pada 100 °C dan aliran sejuk pada 25 °C. Penukar itu mempunyai A = 3 m² dan U = 300 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 25 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 432 kW
  2. 2. ΔTlm = 81.25 K
  3. 3. A = 9.42 m²
  4. 4. A = 14.28 m²
  5. 5. A = 1.223 m²
  6. 6. Th,out = 64.47 °C

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