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
panjangT135 °C65 °C?10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 135 kepada 65 °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 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 65 °Cṁc = 0.8 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT165 °C110 °C130 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 165 kepada 110 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 30 kepada 130 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 165 → 110 °CTc: 30 → 130 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT115 °C55 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang memindahkan 210 kW. Luas pemindahan habanya ialah 12 m². Bendalir panas menyejuk daripada 115 kepada 55 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 40 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 210 kWA = 12 m²Th: 115 → 55 °CTc: 15 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Sederhana
panjangT110 °C30 °C75 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 110 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 30 kepada 75 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 110 °Cṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 75 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Sukar
panjangT160 °C55 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (0.3 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 160 kepada 55 °C. Air (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 20 °C. Tiub dalam berdiameter 50 mm, dan U = 250 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 55 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT80 °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 80 °C dan aliran sejuk pada 30 °C. Penukar itu mempunyai A = 3 m² dan U = 800 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 30 °CA = 3 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 62.33 °C
  2. 2. ΔTlm = 54.43 K
  3. 3. U = 314.3 W/(m²·K)
  4. 4. A = 1.728 m²
  5. 5. L = 34.25 m
  6. 6. Th,out = 52.73 °C

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