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, 0.8 kg/s etanol (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) dipanaskan daripada 40 kepada 75 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 0.8 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 40 → 75 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT175 °C35 °C150 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 175 kepada 35 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 150 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 175 → 35 °CTc: 15 → 150 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT80 °C60 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 300 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 80 kepada 60 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 40 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 300 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 80 → 60 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT155 °C115 °C140 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 730 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 155 kepada 115 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 140 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.85, dan U = 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 730 kWF = 0.85U = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 115 °CTc: 30 → 140 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT140 °C65 °C28.76 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 140 kepada 65 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Dengan U = 500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 65 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT180 °C150 °C33.97 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 180 kepada 150 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 150 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 68.32 kW
  2. 2. ΔTlm = 22.41 K
  3. 3. A = 40.06 m²
  4. 4. A = 70.94 m²
  5. 5. A = 2.252 m²
  6. 6. A = 0.5546 m²

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