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.

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
panjangT155 °C100 °C?10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 155 kepada 100 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 0.5 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: 155 → 100 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT130 °C80 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 12 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 800 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 80 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 55 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 12 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 80 °CTc: 20 → 55 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT100 °C25 °C60 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 100 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 25 kepada 60 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 3000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 100 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 60 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Sederhana
panjangT130 °C50 °C120 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 500 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 50 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 120 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 500 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 130 → 50 °CTc: 15 → 120 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT95 °C60 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 95 kepada 60 °C. Air (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 25 °C. Tiub dalam berdiameter 50 mm, dan U = 500 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 95 → 60 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT80 °C60 °C26.96 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 80 kepada 60 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 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 = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 65.26 °C
  2. 2. Q̇ = 645.3 kW
  3. 3. A = 2.628 m²
  4. 4. A = 16.7 m²
  5. 5. L = 4.607 m
  6. 6. A = 6.815 m²

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