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
panjangT120 °C90 °C?10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 120 kepada 90 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 10 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT105 °C45 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 105 kepada 45 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 90 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 105 → 45 °CTc: 20 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT155 °C110 °C115 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 120 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 155 kepada 110 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 115 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 120 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 110 °CTc: 25 → 115 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT150 °C125 °C60 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 610 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 150 kepada 125 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 60 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.95, dan U = 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 610 kWF = 0.95U = 800 W/(m²·K)Th: 150 → 125 °CTc: 30 → 60 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT135 °C60 °C29.42 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 135 kepada 60 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 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 = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT95 °C55 °C35.1 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 95 kepada 55 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 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 = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 25.07 °C
  2. 2. ΔTlm = 19.58 K
  3. 3. A = 6.7 m²
  4. 4. A = 8.679 m²
  5. 5. A = 3.885 m²
  6. 6. A = 4.261 m²

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