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
panjangT160 °C45 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 12 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 200 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 45 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 90 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 12 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 45 °CTc: 10 → 90 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT155 °C85 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 155 kepada 85 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 60 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 155 → 85 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT150 °C115 °C140 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 320 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 150 kepada 115 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 140 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.9, dan U = 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 320 kWF = 0.9U = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 115 °CTc: 10 → 140 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT170 °C40 °C120 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 130 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 170 kepada 40 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 120 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.8, dan U = 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 130 kWF = 0.8U = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 40 °CTc: 20 → 120 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT100 °C75 °C32.29 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 100 kepada 75 °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 = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT130 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 130 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 8 m² dan U = 2500 W/(m²·K). Air penyejuk (2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 10 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 130 °CA = 8 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 121.2 kW
  2. 2. ΔTlm = 79.05 K
  3. 3. A = 29.33 m²
  4. 4. A = 4.963 m²
  5. 5. A = 0.5172 m²
  6. 6. Tc,out = 119 °C

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