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
panjangT90 °C75 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 90 kepada 75 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 55 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 90 → 75 °CTc: 25 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT125 °C70 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 125 kepada 70 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 70 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT165 °C135 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 760 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 165 kepada 135 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 65 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.92, dan U = 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 760 kWF = 0.92U = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 135 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT85 °C50 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 130 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 50 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 70 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.8, dan U = 500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 130 kWF = 0.8U = 500 W/(m²·K)Th: 85 → 50 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT155 °C120 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 155 kepada 120 °C. Air (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 25 °C. Tiub dalam berdiameter 40 mm, dan U = 150 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 120 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 25 °CD = 40 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT105 °C60 °C49.76 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 105 kepada 60 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 25 °C. Dengan U = 200 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 105 → 60 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 42.06 K
  2. 2. Tc,out = 45.26 °C
  3. 3. A = 9.413 m²
  4. 4. A = 16.6 m²
  5. 5. L = 37.69 m
  6. 6. A = 17.5 m²

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