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, 0.5 kg/s campuran glikol (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) disejukkan daripada 65 kepada 50 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 0.5 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 65 → 50 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT165 °C110 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 165 kepada 110 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 70 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 165 → 110 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT120 °C35 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 600 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 120 kepada 35 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 90 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.95, dan U = 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 600 kWF = 0.95U = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 35 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT100 °C65 °C20 °C50 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 230 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 100 kepada 65 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 20 kepada 50 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 230 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 65 °CTc: 20 → 50 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT115 °C90 °C59.9 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 115 kepada 90 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °C. Dengan U = 500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT90 °C50 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 90 kepada 50 °C. Air (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 15 °C. Tiub dalam berdiameter 40 mm, dan U = 500 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 15 °CD = 40 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 27 kW
  2. 2. ΔTlm = 92.48 K
  3. 3. A = 76.77 m²
  4. 4. A = 5.923 m²
  5. 5. A = 4.347 m²
  6. 6. L = 31.16 m

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