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
panjangT130 °C55 °C?10 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 130 kepada 55 °C dalam penukar aliran songsang. Ia memanaskan 2 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 = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Mudah
panjangT150 °C60 °C135 °C25 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Dalam penukar haba aliran berlawanan, bendalir panas menyejuk daripada 150 kepada 60 °C manakala bendalir sejuk dipanaskan daripada 25 kepada 135 °C. Cari beza suhu min logaritma ΔTlm.

Th: 150 → 60 °CTc: 25 → 135 °C
ΔTlm = K
3.Sederhana
panjangT180 °C90 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂aliran selari

Penukar haba aliran selari memindahkan 470 kW. Luas pemindahan habanya ialah 2.5 m². Bendalir panas menyejuk daripada 180 kepada 90 °C dan bendalir sejuk memanas daripada 10 kepada 30 °C. Cari pekali pemindahan haba keseluruhan U.

Q̇ = 470 kWA = 2.5 m²Th: 180 → 90 °CTc: 10 → 30 °C
U = W/(m²·K)
4.Sederhana
panjangT120 °C10 °C100 °CΔT₁ΔT₂stim memeluwap

Dalam sebuah kondenser, stim memeluwap pada 120 °C yang malar di luar tiub. Air penyejuk (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) mengalir melalui tiub dan memanas daripada 10 kepada 100 °C. Pekali pemindahan haba keseluruhan ialah 3000 W/(m²·K). Cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

Ts = 120 °Cṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 100 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Sukar
panjangT155 °C105 °C33.84 °C15 °CΔT₁ΔT₂aliran berlawanan

Minyak panas (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) menyejuk daripada 155 kepada 105 °C dalam penukar aliran berlawanan. Ia memanaskan 2 kg/s air (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) yang masuk pada 15 °C. Dengan U = 1000 W/(m²·K), cari luas pemindahan haba A yang diperlukan.

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 105 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Sukar
panjangT135 °C50 °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 50 °C. Air (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) dalam anulus masuk pada 25 °C. Tiub dalam berdiameter 50 mm, dan U = 150 W/(m²·K) berdasarkan diameter ini. Cari panjang tiub L yang diperlukan.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 50 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Kunci jawapan

  1. 1. Tc,out = 51.27 °C
  2. 2. ΔTlm = 23.6 K
  3. 3. U = 1780 W/(m²·K)
  4. 4. A = 7.126 m²
  5. 5. A = 1.503 m²
  6. 6. L = 177.4 m

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