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
panjangT160 °C40 °C115 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 8 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 1500 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 40 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 115 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 8 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 160 → 40 °CTc: 25 → 115 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT85 °C65 °C10 °C45 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba aliran selari, bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 65 °C manakala bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 45 °C. Cari beza suhu min log ΔTlm.

Th: 85 → 65 °CTc: 10 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT155 °C70 °C15 °C50 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 240 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 155 kepada 70 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 50 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 240 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 70 °CTc: 15 → 50 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT95 °C55 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 210 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 95 kepada 55 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 75 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.8, dan U = 500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 210 kWF = 0.8U = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 55 °CTc: 15 → 75 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT155 °C??30 °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 155 °C dan aliran sejuk pada 30 °C. Penukar itu mempunyai A = 4 m² dan U = 300 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 155 °CTc,in = 30 °CA = 4 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Sukar
panjangT135 °C65 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (0.2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 135 kepada 65 °C. Air (0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 20 °C. Tiub dalam berdiameter 25 mm, dan U = 300 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 65 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 327.7 kW
  2. 2. ΔTlm = 41.61 K
  3. 3. A = 19.46 m²
  4. 4. A = 18.2 m²
  5. 5. Th,out = 108.1 °C
  6. 6. L = 19.04 m

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