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
panjangT170 °C70 °C155 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 12 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 1500 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 170 kepada 70 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 155 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 12 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 170 → 70 °CTc: 15 → 155 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT105 °C60 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 105 kepada 60 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 75 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 105 → 60 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT110 °C10 °C55 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 110 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (4 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 10 kepada 55 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 2000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 110 °Cṁ = 4 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 55 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Sederhana
panjangT135 °C110 °C95 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 110 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 135 kepada 110 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 95 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.95, dan U = 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 110 kWF = 0.95U = 200 W/(m²·K)Th: 135 → 110 °CTc: 25 → 95 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT105 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 105 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 2 m² dan U = 2000 W/(m²·K). Air penyejuk (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 20 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 105 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Sukar
panjangT100 °C80 °C23.99 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 100 kepada 80 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 300 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 80 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 554.2 kW
  2. 2. ΔTlm = 32.44 K
  3. 3. A = 4.998 m²
  4. 4. A = 9.698 m²
  5. 5. Tc,out = 43.21 °C
  6. 6. A = 1.231 m²

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