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 °C50 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 8 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 1500 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 100 kepada 50 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 40 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 8 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 100 → 50 °CTc: 25 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT150 °C110 °C95 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 150 kepada 110 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 95 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 150 → 110 °CTc: 25 → 95 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT120 °C15 °C60 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 120 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 15 kepada 60 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 2000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 120 °Cṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 60 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Sederhana
panjangT135 °C35 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 660 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 35 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 90 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.9, dan U = 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 660 kWF = 0.9U = 800 W/(m²·K)Th: 135 → 35 °CTc: 15 → 90 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT100 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 100 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 6 m² dan U = 2000 W/(m²·K). Air penyejuk (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 30 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 100 °CA = 6 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Sukar
panjangT120 °C60 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.3 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 120 kepada 60 °C. Air (0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 25 °C. Tiub dalam berdiameter 20 mm, dan U = 150 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 60 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 479.7 kW
  2. 2. ΔTlm = 68.92 K
  3. 3. A = 1.17 m²
  4. 4. A = 29.73 m²
  5. 5. Tc,out = 73.12 °C
  6. 6. L = 93.04 m

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