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.

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
panjangT100 °C70 °C80 °C25 °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 70 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 80 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 10 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 100 → 70 °CTc: 25 → 80 °C
Q̇ = kW
2.Mudah

Dalam penukar haba, 0.8 kg/s campuran glikol (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) dipanaskan daripada 30 kepada 50 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 0.8 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 30 → 50 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT100 °C30 °C80 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 100 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 30 kepada 80 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 3500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 100 °Cṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 80 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Sederhana
panjangT135 °C115 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 370 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 115 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 30 kepada 70 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 370 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 115 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT140 °C45 °C52.88 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 140 kepada 45 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Dengan U = 800 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT145 °C105 °C?15 °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 145 kepada 105 °C. Air (0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 15 °C. Tiub dalam berdiameter 20 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 → 105 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 462.4 kW
  2. 2. Q̇ = 57.6 kW
  3. 3. A = 0.7481 m²
  4. 4. A = 4.963 m²
  5. 5. A = 11.08 m²
  6. 6. L = 44.15 m

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