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, 3 kg/s minyak ringan (cp = 2.1 kJ/(kg·K)) disejukkan daripada 80 kepada 40 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 80 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT120 °C105 °C10 °C70 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 120 kepada 105 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 70 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 120 → 105 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT170 °C130 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 650 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 170 kepada 130 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 75 °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 = 650 kWF = 0.85U = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 130 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT155 °C115 °C110 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 150 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 155 kepada 115 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 110 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 150 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 155 → 115 °CTc: 25 → 110 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT115 °C80 °C23.19 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 115 kepada 80 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 10 °C. Dengan U = 300 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 80 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT90 °C55 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.2 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 50 mm, dan U = 500 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 55 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 252 kW
  2. 2. ΔTlm = 65.49 K
  3. 3. A = 7.845 m²
  4. 4. A = 1.54 m²
  5. 5. A = 4.57 m²
  6. 6. L = 5.627 m

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