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
ความยาวT150 °C130 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 150 เป็น 130 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 85 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 150 → 130 °CTc: 15 → 85 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย
ความยาวT180 °C70 °C115 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 180 เป็น 70 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 115 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 180 → 70 °CTc: 20 → 115 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT150 °C65 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 530 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 150 เป็น 65 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 80 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.88 และ U = 800 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 530 kWF = 0.88U = 800 W/(m²·K)Th: 150 → 65 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT150 °C70 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 310 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 150 เป็น 70 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 75 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 310 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 150 → 70 °CTc: 10 → 75 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT105 °C60 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลขนาน น้ำมันร้อน (0.2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 105 เป็น 60 °C น้ำ (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 10 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 32 mm และ U = 250 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 60 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.ยาก
ความยาวT140 °C115 °C28.34 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 140 เป็น 115 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 1.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 10 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 300 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 115 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 87.64 K
  2. 2. ΔTlm = 57.17 K
  3. 3. A = 14.04 m²
  4. 4. A = 9.223 m²
  5. 5. L = 11.31 m
  6. 6. A = 3.54 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com