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
ความยาวT80 °C40 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 80 เป็น 40 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 35 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 80 → 40 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย
ความยาวT165 °C80 °C115 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 8 m² และสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม 200 W/(m²·K) ของไหลร้อนเย็นลงจาก 165 เป็น 80 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 115 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

A = 8 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 165 → 80 °CTc: 10 → 115 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT110 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ในเครื่องควบแน่น ไอน้ำควบแน่นที่ 110 °C คงที่ด้านนอกของท่อ น้ำหล่อเย็น (5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อและร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 45 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 3500 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Ts = 110 °Cṁ = 5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 45 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT155 °C95 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 610 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 155 เป็น 95 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 70 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.88 และ U = 500 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 610 kWF = 0.88U = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 95 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT105 °C??20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 2 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 105 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 20 °C เครื่องมี A = 5 m² และ U = 300 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.ยาก
ความยาวT125 °C75 °C19.17 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 125 เป็น 75 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 1.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 10 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 75 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 36.99 K
  2. 2. Q̇ = 95.1 kW
  3. 3. A = 2.266 m²
  4. 4. A = 17.94 m²
  5. 5. Th,out = 68.57 °C
  6. 6. A = 0.6865 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com