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
panjangT105 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 105 kepada 60 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 0.8 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 = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 60 °Cṁc = 0.8 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT130 °C90 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 8 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 500 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 90 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 90 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 8 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 90 °CTc: 25 → 90 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT130 °C55 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 420 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 130 kepada 55 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 25 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 420 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 130 → 55 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT90 °C55 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 310 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 90 kepada 55 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 75 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 310 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 55 °CTc: 25 → 75 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT105 °C??15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 2 kW/K. Aliran panas masuk pada 105 °C dan aliran sejuk pada 15 °C. Penukar itu mempunyai A = 1 m² dan U = 800 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 15 °CA = 1 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Sukar
panjangT155 °C75 °C55.19 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 155 kepada 75 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Dengan U = 200 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 75 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 52.39 °C
  2. 2. Q̇ = 206 kW
  3. 3. A = 32.35 m²
  4. 4. A = 71.63 m²
  5. 5. Th,out = 79.29 °C
  6. 6. A = 21.48 m²

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