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 °C100 °C65 °C25 °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 120 kepada 100 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 65 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 12 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 120 → 100 °CTc: 25 → 65 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT85 °C55 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 55 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 30 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 85 → 55 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT115 °C90 °C105 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang memindahkan 470 kW. Luas pemindahan habanya ialah 4 m². Bendalir panas menyejuk daripada 115 kepada 90 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 105 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 470 kWA = 4 m²Th: 115 → 90 °CTc: 15 → 105 °C
U = W/(m²·K)
4.Sederhana
panjangT120 °C50 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 160 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 120 kepada 50 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 85 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.92, dan U = 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 160 kWF = 0.92U = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 50 °CTc: 25 → 85 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT145 °C85 °C69.52 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 145 kepada 85 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Dengan U = 1000 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 85 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT120 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 120 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 3 m² dan U = 1500 W/(m²·K). Air penyejuk (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 20 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 120 °CA = 3 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 1161 kW
  2. 2. ΔTlm = 45.51 K
  3. 3. U = 3642 W/(m²·K)
  4. 4. A = 29.26 m²
  5. 5. A = 2.953 m²
  6. 6. Tc,out = 71.21 °C

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