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

Dalam penukar haba, 0.3 kg/s minyak ringan (cp = 2.1 kJ/(kg·K)) disejukkan daripada 120 kepada 105 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 0.3 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 120 → 105 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT155 °C110 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 155 kepada 110 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 0.5 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 = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 110 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT95 °C70 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 140 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 95 kepada 70 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 85 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.8, dan U = 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 140 kWF = 0.8U = 800 W/(m²·K)Th: 95 → 70 °CTc: 10 → 85 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT120 °C40 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 130 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 120 kepada 40 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 45 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 130 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 40 °CTc: 20 → 45 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT140 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 140 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 2 m² dan U = 1500 W/(m²·K). Air penyejuk (2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 10 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 140 °CA = 2 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Sukar
panjangT150 °C??10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 3 kW/K. Aliran panas masuk pada 150 °C dan aliran sejuk pada 10 °C. Penukar itu mempunyai A = 6 m² dan U = 500 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 150 °CTc,in = 10 °CA = 6 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 9.45 kW
  2. 2. Tc,out = 127.7 °C
  3. 3. A = 7.839 m²
  4. 4. A = 15.62 m²
  5. 5. Tc,out = 49.2 °C
  6. 6. Th,out = 80 °C

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