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
panjangT150 °C90 °C140 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 150 kepada 90 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 140 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 150 → 90 °CTc: 10 → 140 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT135 °C85 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 1 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 500 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 85 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 35 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 1 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 135 → 85 °CTc: 10 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT115 °C45 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 40 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 115 kepada 45 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 80 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 40 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 115 → 45 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT145 °C55 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 730 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 145 kepada 55 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 90 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.92, dan U = 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 730 kWF = 0.92U = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 55 °CTc: 30 → 90 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT145 °C??25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 2 kW/K. Aliran panas masuk pada 145 °C dan aliran sejuk pada 25 °C. Penukar itu mempunyai A = 6 m² dan U = 800 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 25 °CA = 6 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Sukar
panjangT90 °C55 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.8 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 90 kepada 55 °C. Air (0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 25 °C. Tiub dalam berdiameter 25 mm, dan U = 250 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 55 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 33.66 K
  2. 2. Q̇ = 43.45 kW
  3. 3. A = 1.865 m²
  4. 4. A = 69.51 m²
  5. 5. Th,out = 60.29 °C
  6. 6. L = 202.8 m

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