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

Dalam penukar haba, 2 kg/s etanol (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) disejukkan daripada 120 kepada 85 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 120 → 85 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT160 °C50 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 50 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 50 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 160 → 50 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT120 °C100 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 490 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 120 kepada 100 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 80 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 800 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 490 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 100 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT90 °C35 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 80 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 90 kepada 35 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 55 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 80 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 90 → 35 °CTc: 20 → 55 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT160 °C125 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.3 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 160 kepada 125 °C. Air (0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 15 °C. Tiub dalam berdiameter 50 mm, dan U = 300 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 125 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT155 °C85 °C33.96 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 155 kepada 85 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 200 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 85 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 170.8 kW
  2. 2. ΔTlm = 69.2 K
  3. 3. A = 12.32 m²
  4. 4. A = 11.3 m²
  5. 5. L = 4.095 m
  6. 6. A = 9.707 m²

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