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
panjangT125 °C100 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 8 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 800 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 125 kepada 100 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 20 kepada 85 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 8 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 100 °CTc: 20 → 85 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT115 °C40 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba aliran songsang mempunyai luas pemindahan haba 5 m² dan pekali pemindahan haba keseluruhan 200 W/(m²·K). Bendalir panas menyejuk daripada 115 kepada 40 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 40 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 40 °CTc: 25 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Sederhana
panjangT120 °C65 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Penukar haba aliran selari memindahkan 360 kW. Luas pemindahan habanya ialah 5 m². Bendalir panas menyejuk daripada 120 kepada 65 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 30 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 360 kWA = 5 m²Th: 120 → 65 °CTc: 10 → 30 °C
U = W/(m²·K)
4.Sederhana
panjangT110 °C75 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Satu penukar haba aliran selari memindahkan 260 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 110 kepada 75 °C dan bendalir sejuk dipanaskan daripada 30 kepada 45 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 1000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 260 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 110 → 75 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT145 °C105 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂aliran selari

Dalam penukar haba paip dwi aliran selari, minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) mengalir dalam tiub dalam dan menyejuk daripada 145 kepada 105 °C. Air (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 10 °C. Tiub dalam berdiameter 40 mm, dan U = 150 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 105 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Sukar
panjangT100 °C55 °C35.65 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 100 kepada 55 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 30 °C. Dengan U = 300 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 369.3 kW
  2. 2. Q̇ = 37.28 kW
  3. 3. U = 1099 W/(m²·K)
  4. 4. A = 5.1 m²
  5. 5. L = 26.62 m
  6. 6. A = 3.784 m²

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