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, 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dipanaskan daripada 15 kepada 65 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 15 → 65 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT165 °C75 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 165 kepada 75 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 25 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 75 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT90 °C65 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 230 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 90 kepada 65 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 30 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 230 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 90 → 65 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT135 °C100 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 230 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 100 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 30 kepada 85 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 230 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 135 → 100 °CTc: 30 → 85 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT105 °C65 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 105 kepada 65 °C. Air (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 15 °C. Tiub dalam berdiameter 25 mm, dan U = 250 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 105 → 65 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT100 °C65 °C41.4 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 100 kepada 65 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 10 °C. Dengan U = 1000 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 65 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 209 kW
  2. 2. Tc,out = 60.89 °C
  3. 3. A = 5.514 m²
  4. 4. A = 2.58 m²
  5. 5. L = 14.56 m
  6. 6. A = 2.312 m²

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