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
panjangT160 °C35 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 35 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 45 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 160 → 35 °CTc: 10 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT170 °C115 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 170 kepada 115 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 0.8 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 115 °Cṁc = 0.8 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT165 °C125 °C10 °C90 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Penukar haba aliran selari memindahkan 280 kW. Luas pemindahan habanya ialah 6 m². Bendalir panas menyejuk daripada 165 kepada 125 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 90 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 280 kWA = 6 m²Th: 165 → 125 °CTc: 10 → 90 °C
U = W/(m²·K)
4.Sederhana
panjangT95 °C80 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 490 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 95 kepada 80 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 30 kepada 65 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 490 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 80 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT100 °C65 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (0.2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 100 kepada 65 °C. Air (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 20 °C. Tiub dalam berdiameter 25 mm, dan U = 400 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 65 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT175 °C90 °C36.95 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 175 kepada 90 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 1500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 90 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 58.98 K
  2. 2. Tc,out = 40.56 °C
  3. 3. U = 578.7 W/(m²·K)
  4. 4. A = 25.03 m²
  5. 5. L = 7.978 m
  6. 6. A = 1.414 m²

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