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 °C50 °C115 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 50 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 115 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 160 → 50 °CTc: 10 → 115 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT140 °C50 °C?10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 140 kepada 50 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 2 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT170 °C80 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang memindahkan 450 kW. Luas pemindahan habanya ialah 10 m². Bendalir panas menyejuk daripada 170 kepada 80 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 80 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 450 kWA = 10 m²Th: 170 → 80 °CTc: 20 → 80 °C
U = W/(m²·K)
4.Sederhana
panjangT140 °C105 °C130 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 280 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 140 kepada 105 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 130 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 280 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 140 → 105 °CTc: 20 → 130 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT115 °C80 °C85.33 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 115 kepada 80 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 0.5 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 = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 80 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT145 °C60 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 145 kepada 60 °C. Air (0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 20 °C. Tiub dalam berdiameter 32 mm, dan U = 150 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 60 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 20 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 42.45 K
  2. 2. Tc,out = 43.91 °C
  3. 3. U = 608.2 W/(m²·K)
  4. 4. A = 39.95 m²
  5. 5. A = 16.32 m²
  6. 6. L = 149.3 m

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