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, 0.2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) disejukkan daripada 110 kepada 60 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 0.2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 110 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT110 °C65 °C?10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 110 kepada 65 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 0.8 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 10 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 65 °Cṁc = 0.8 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT160 °C75 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 100 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 75 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 50 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 100 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 75 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT145 °C55 °C105 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 190 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 145 kepada 55 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 105 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.88, dan U = 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 190 kWF = 0.88U = 200 W/(m²·K)Th: 145 → 55 °CTc: 10 → 105 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT140 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 140 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 2 m² dan U = 2500 W/(m²·K). Air penyejuk (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 25 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 140 °CA = 2 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Sukar
panjangT160 °C65 °C44.2 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 160 kepada 65 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °C. Dengan U = 1000 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 41.8 kW
  2. 2. Tc,out = 56.43 °C
  3. 3. A = 1.314 m²
  4. 4. A = 25.43 m²
  5. 5. Tc,out = 62.81 °C
  6. 6. A = 1.759 m²

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