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 campuran glikol (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) dipanaskan daripada 40 kepada 65 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 0.2 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 40 → 65 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT135 °C55 °C?10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 135 kepada 55 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 1.5 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 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 55 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT140 °C115 °C30 °C100 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Penukar haba aliran selari memindahkan 130 kW. Luas pemindahan habanya ialah 12 m². Bendalir panas menyejuk daripada 140 kepada 115 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 100 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 130 kWA = 12 m²Th: 140 → 115 °CTc: 30 → 100 °C
U = W/(m²·K)
4.Sederhana
panjangT135 °C105 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 690 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 105 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 70 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.95, dan U = 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 690 kWF = 0.95U = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 105 °CTc: 10 → 70 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT125 °C??20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 4 kW/K. Aliran panas masuk pada 125 °C dan aliran sejuk pada 20 °C. Penukar itu mempunyai A = 6 m² dan U = 300 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Sukar
panjangT125 °C55 °C57.91 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 125 kepada 55 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °C. Dengan U = 1500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 18 kW
  2. 2. Tc,out = 36.79 °C
  3. 3. U = 227.2 W/(m²·K)
  4. 4. A = 9.188 m²
  5. 5. Th,out = 92.41 °C
  6. 6. A = 5.473 m²

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