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
panjangT160 °C60 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 6 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 1000 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 60 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 40 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 6 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 60 °CTc: 15 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT85 °C60 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 60 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 40 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 85 → 60 °CTc: 10 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT165 °C65 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Penukar haba aliran selari memindahkan 40 kW. Luas pemindahan habanya ialah 10 m². Bendalir panas menyejuk daripada 165 kepada 65 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 55 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 40 kWA = 10 m²Th: 165 → 65 °CTc: 30 → 55 °C
U = W/(m²·K)
4.Sederhana
panjangT110 °C85 °C10 °C35 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 270 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 110 kepada 85 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 35 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 270 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 85 °CTc: 10 → 35 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT150 °C65 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.3 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 150 kepada 65 °C. Air (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 15 °C. Tiub dalam berdiameter 50 mm, dan U = 300 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 65 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT165 °C??15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 1.5 kW/K. Aliran panas masuk pada 165 °C dan aliran sejuk pada 15 °C. Penukar itu mempunyai A = 4 m² dan U = 800 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 1.5 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 15 °CA = 4 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 458.8 kW
  2. 2. ΔTlm = 47.46 K
  3. 3. U = 83.29 W/(m²·K)
  4. 4. A = 4.679 m²
  5. 5. L = 17.26 m
  6. 6. Th,out = 62.87 °C

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