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
panjangT130 °C60 °C115 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 60 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 115 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 130 → 60 °CTc: 25 → 115 °C
ΔTlm = K
2.Mudah

Dalam penukar haba, 1.5 kg/s etanol (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) disejukkan daripada 65 kepada 45 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 1.5 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 65 → 45 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT180 °C155 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 210 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 180 kepada 155 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 35 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.9, dan U = 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 210 kWF = 0.9U = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 155 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT160 °C115 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 440 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 115 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 110 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 440 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 115 °CTc: 15 → 110 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT110 °C??15 °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 110 °C dan aliran sejuk pada 15 °C. Penukar itu mempunyai A = 5 m² dan U = 800 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Sukar
panjangT80 °C40 °C59.02 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 80 kepada 40 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Dengan U = 300 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 40 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 23.6 K
  2. 2. Q̇ = 73.2 kW
  3. 3. A = 2.123 m²
  4. 4. A = 7.625 m²
  5. 5. Th,out = 62.5 °C
  6. 6. A = 26.75 m²

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