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 etanol (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) dipanaskan daripada 15 kepada 85 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

ṁ = 0.5 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 15 → 85 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT85 °C40 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 85 kepada 40 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 35 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 85 → 40 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT155 °C140 °C120 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 360 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 155 kepada 140 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 120 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 500 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 360 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 140 °CTc: 25 → 120 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT80 °C40 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang memindahkan 220 kW. Luas pemindahan habanya ialah 25 m². Bendalir panas menyejuk daripada 80 kepada 40 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 30 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 220 kWA = 25 m²Th: 80 → 40 °CTc: 20 → 30 °C
U = W/(m²·K)
5.Sukar
panjangT105 °C80 °C29.59 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 105 kepada 80 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 3 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 25 °C. Dengan U = 1500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 105 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT135 °C55 °C?25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba paip dwi aliran songsang, minyak panas (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 135 kepada 55 °C. Air (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 25 °C. Tiub dalam berdiameter 20 mm, dan U = 300 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 55 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 85.4 kW
  2. 2. ΔTlm = 29.07 K
  3. 3. A = 10.71 m²
  4. 4. U = 268.8 W/(m²·K)
  5. 5. A = 0.5927 m²
  6. 6. L = 206.4 m

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