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
panjangT130 °C80 °C?15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 130 kepada 80 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 80 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT160 °C75 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 75 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 20 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 160 → 75 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT95 °C80 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 140 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 95 kepada 80 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 85 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.85, dan U = 500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 140 kWF = 0.85U = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 80 °CTc: 30 → 85 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT145 °C110 °C135 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 130 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 145 kepada 110 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 30 kepada 135 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 300 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 130 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 110 °CTc: 30 → 135 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT105 °C75 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 105 kepada 75 °C. Air (0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 25 °C. Tiub dalam berdiameter 20 mm, dan U = 500 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 75 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT130 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 130 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 1 m² dan U = 2000 W/(m²·K). Air penyejuk (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 30 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 130 °CA = 1 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 24.17 °C
  2. 2. ΔTlm = 94.69 K
  3. 3. A = 13.25 m²
  4. 4. A = 12.87 m²
  5. 5. L = 21.77 m
  6. 6. Tc,out = 68.03 °C

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