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 campuran glikol (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) disejukkan daripada 115 kepada 70 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 115 → 70 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT100 °C50 °C?30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 100 kepada 50 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT85 °C60 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 210 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 60 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 30 kepada 70 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 210 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 60 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT150 °C50 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 780 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 150 kepada 50 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 70 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.8, dan U = 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 780 kWF = 0.8U = 800 W/(m²·K)Th: 150 → 50 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT155 °C105 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 155 kepada 105 °C. Air (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 15 °C. Tiub dalam berdiameter 32 mm, dan U = 200 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 105 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT145 °C115 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 145 kepada 115 °C. Air (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 25 °C. Tiub dalam berdiameter 40 mm, dan U = 400 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 115 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 25 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 486 kW
  2. 2. Tc,out = 38.37 °C
  3. 3. A = 6.469 m²
  4. 4. A = 25.77 m²
  5. 5. L = 62.35 m
  6. 6. L = 13.41 m

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