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
panjangT150 °C55 °C70 °C30 °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 150 kepada 55 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 30 kepada 70 °C. Cari kadar pemindahan haba Q̇.

A = 8 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 150 → 55 °CTc: 30 → 70 °C
Q̇ = kW
2.Mudah
panjangT80 °C60 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 80 kepada 60 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 15 kepada 60 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 80 → 60 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT180 °C125 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Penukar haba aliran selari memindahkan 130 kW. Luas pemindahan habanya ialah 4 m². Bendalir panas menyejuk daripada 180 kepada 125 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 15 kepada 25 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 130 kWA = 4 m²Th: 180 → 125 °CTc: 15 → 25 °C
U = W/(m²·K)
4.Sederhana
panjangT155 °C50 °C110 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Penukar haba cangkerang-dan-tiub (satu laluan cangkerang, dua laluan tiub) mesti memindahkan 610 kW. Bendalir panas menyejuk daripada 155 kepada 50 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 25 kepada 110 °C. Faktor pembetulan LMTD bagi susunan ini ialah F = 0.88, dan U = 200 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Q̇ = 610 kWF = 0.88U = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 50 °CTc: 25 → 110 °C
A = m²
5.Sukar
panjangT100 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Stim memeluwap pada 100 °C yang malar di luar tiub sebuah kondenser dengan luas pemindahan haba 1 m² dan U = 2000 W/(m²·K). Air penyejuk (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) masuk ke dalam tiub pada 25 °C. Cari suhu keluar air Tc,out.

Ts = 100 °CA = 1 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Sukar
panjangT120 °C50 °C45.17 °C10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 120 kepada 50 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 1 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 10 °C. Dengan U = 500 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 50 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Kunci jawapan

  1. 1. Q̇ = 567.4 kW
  2. 2. ΔTlm = 30.83 K
  3. 3. U = 250.4 W/(m²·K)
  4. 4. A = 101.9 m²
  5. 5. Tc,out = 45.48 °C
  6. 6. A = 5.287 m²

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