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
panjangT145 °C130 °C130 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 145 kepada 130 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 130 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 145 → 130 °CTc: 25 → 130 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT85 °C50 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 50 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 35 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 85 → 50 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT170 °C65 °C145 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 550 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 170 kepada 65 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 145 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.95, dan U = 500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 550 kWF = 0.95U = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 65 °CTc: 30 → 145 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT100 °C15 °C90 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 100 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (4 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 15 kepada 90 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 100 °Cṁ = 4 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 90 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Sukar
panjangT145 °C??25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 1 kW/K. Aliran panas masuk pada 145 °C dan aliran sejuk pada 25 °C. Penukar itu mempunyai A = 1.5 m² dan U = 200 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 25 °CA = 1.5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Sukar
panjangT130 °C100 °C27.38 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 130 kepada 100 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Dengan U = 200 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 100 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 46.25 K
  2. 2. ΔTlm = 36.07 K
  3. 3. A = 38.96 m²
  4. 4. A = 23.85 m²
  5. 5. Th,out = 117.3 °C
  6. 6. A = 5.533 m²

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