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
panjangT150 °C110 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 150 kepada 110 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 110 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT125 °C80 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 125 kepada 80 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 80 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 125 → 80 °CTc: 25 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT165 °C135 °C130 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 270 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 165 kepada 135 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 130 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.9, dan U = 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 270 kWF = 0.9U = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 135 °CTc: 15 → 130 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT160 °C140 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 410 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 140 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 40 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 410 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 160 → 140 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT165 °C80 °C44.23 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 165 kepada 80 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 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 = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 165 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT130 °C70 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 130 kepada 70 °C. Air (0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 20 °C. Tiub dalam berdiameter 20 mm, dan U = 400 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 70 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 20 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 34.67 °C
  2. 2. ΔTlm = 49.83 K
  3. 3. A = 4.349 m²
  4. 4. A = 2.327 m²
  5. 5. A = 2.224 m²
  6. 6. L = 17.56 m

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