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
ความยาวT115 °C80 °C30 °C75 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนาน ของไหลร้อนเย็นลงจาก 115 เป็น 80 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 75 °C จงหาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 115 → 80 °CTc: 30 → 75 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย
ความยาวT180 °C85 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 180 เป็น 85 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 50 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 180 → 85 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT120 °C10 °C100 °CΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ในเครื่องควบแน่น ไอน้ำควบแน่นที่ 120 °C คงที่ด้านนอกของท่อ น้ำหล่อเย็น (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อและร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 100 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 2000 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Ts = 120 °Cṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 100 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT160 °C130 °C15 °C105 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 300 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 160 เป็น 130 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 105 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 300 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 130 °CTc: 15 → 105 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT90 °C60 °C73.83 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 90 เป็น 60 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 0.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 20 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT180 °C110 °C23.79 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 180 เป็น 110 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 2 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 15 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 300 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 110 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 28.24 K
  2. 2. ΔTlm = 99.99 K
  3. 3. A = 5.344 m²
  4. 4. A = 4.395 m²
  5. 5. A = 21.38 m²
  6. 6. A = 1.991 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com