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
panjangT130 °C50 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 4 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 1500 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 50 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 25 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 4 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 130 → 50 °CTc: 10 → 25 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT155 °C105 °C85 °C30 °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 155 kepada 105 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 85 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 10 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 155 → 105 °CTc: 30 → 85 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT90 °C45 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 320 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 90 kepada 45 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 70 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.85, dan U = 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 320 kWF = 0.85U = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 45 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT85 °C45 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 760 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 45 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 55 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.85, dan U = 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 760 kWF = 0.85U = 200 W/(m²·K)Th: 85 → 45 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 130 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 2.5 m² dan U = 1000 W/(m²·K). Air penyejuk (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 20 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 130 °CA = 2.5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Sukar
panjangT160 °C80 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 160 kepada 80 °C. Air (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 25 °C. Tiub dalam berdiameter 50 mm, dan U = 200 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 80 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 404.1 kW
  2. 2. Q̇ = 1087 kW
  3. 3. A = 108.3 m²
  4. 4. A = 181.3 m²
  5. 5. Tc,out = 69.52 °C
  6. 6. L = 75.48 m

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