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
panjangT160 °C50 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 1.5 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 800 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 160 kepada 50 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 40 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 1.5 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 50 °CTc: 10 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT180 °C65 °C?20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 180 kepada 65 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 1.5 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 20 °C. Tiada haba hilang ke persekitaran. Cari suhu keluar air Tc,out.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 65 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Sederhana
panjangT95 °C40 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 340 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 95 kepada 40 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 45 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.9, dan U = 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 340 kWF = 0.9U = 200 W/(m²·K)Th: 95 → 40 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
4.Sederhana
panjangT165 °C145 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Satu penukar haba aliran berlawanan memindahkan 90 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 165 kepada 145 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 10 kepada 55 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 90 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 165 → 145 °CTc: 10 → 55 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT120 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 120 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 4 m² dan U = 1500 W/(m²·K). Air penyejuk (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 20 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 120 °CA = 4 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Sukar
panjangT140 °C??15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran songsang kedua-dua aliran mempunyai kadar muatan haba yang sama, ṁ·cp = 1 kW/K. Aliran panas masuk pada 140 °C dan aliran sejuk pada 15 °C. Penukar itu mempunyai A = 5 m² dan U = 800 W/(m²·K). Cari suhu keluar panas Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 87.38 kW
  2. 2. Tc,out = 83.28 °C
  3. 3. A = 48.24 m²
  4. 4. A = 3.686 m²
  5. 5. Tc,out = 81.59 °C
  6. 6. Th,out = 40 °C

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