ใบงาน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (LMTD) พร้อมเฉลย

ใบงาน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (LMTD) ฟรีสำหรับพิมพ์: 6 ข้อ ตั้งแต่ระดับง่ายถึงระดับข้อสอบจริง พร้อมเฉลย พิมพ์หรือบันทึกเป็น PDF ได้

ใบงานใหม่ฝึกออนไลน์พร้อมคำใบ้

สำหรับผู้สอน: พิมพ์ ทำสำเนา และใช้ในชั้นเรียนได้ฟรี ใบงานใหม่แต่ละชุดมีค่าตัวเลขใหม่และเฉลยของตัวเอง หากใส่ลิงก์ไปยัง ExamProblems ในหน้ารายวิชาของคุณ เราจะขอบคุณมาก

ชื่อ: ____________________   วันที่: ____________

1.ง่าย

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำ 2.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้ร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 60 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 2.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 30 → 60 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย
ความยาวT95 °C40 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนาน ของไหลร้อนเย็นลงจาก 95 เป็น 40 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 20 °C จงหาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 95 → 40 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT130 °C45 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 340 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 130 เป็น 45 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 75 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.92 และ U = 1000 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 340 kWF = 0.92U = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 45 °CTc: 15 → 75 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT100 °C85 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 470 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 100 เป็น 85 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 40 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.9 และ U = 1000 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 470 kWF = 0.9U = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 85 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT100 °C70 °C?25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลสวนทาง น้ำมันร้อน (0.2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 100 เป็น 70 °C น้ำ (0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 25 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 mm และ U = 400 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 70 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 25 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.ยาก
ความยาวT165 °C??25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 2 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 165 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 25 °C เครื่องมี A = 5 m² และ U = 300 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 25 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 313.5 kW
  2. 2. ΔTlm = 44.92 K
  3. 3. A = 8.96 m²
  4. 4. A = 8.36 m²
  5. 5. L = 5.576 m
  6. 6. Th,out = 105 °C

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com