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
panjangT115 °C100 °C10 °C55 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 115 kepada 100 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 55 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 115 → 100 °CTc: 10 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Mudah
panjangT100 °C55 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 10 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 1500 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 100 kepada 55 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 55 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 10 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 100 → 55 °CTc: 30 → 55 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT160 °C95 °C125 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 460 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 95 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 125 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.85, dan U = 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 460 kWF = 0.85U = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 95 °CTc: 20 → 125 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT120 °C70 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 480 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 120 kepada 70 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 30 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 480 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 120 → 70 °CTc: 15 → 30 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT125 °C??25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 1.5 kW/K. Aliran panas masuk pada 125 °C dan aliran sejuk pada 25 °C. Penukar itu mempunyai A = 4 m² dan U = 300 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 1.5 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 25 °CA = 4 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Sukar
panjangT125 °C80 °C19.49 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 125 kepada 80 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 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 = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. ΔTlm = 70.81 K
  2. 2. Q̇ = 510.4 kW
  3. 3. A = 10.31 m²
  4. 4. A = 7.127 m²
  5. 5. Th,out = 80.56 °C
  6. 6. A = 3.363 m²

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