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 ไกลคอลผสม 1.5 kg/s (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้ร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 80 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 1.5 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 30 → 80 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย
ความยาวT115 °C90 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 2 m² และสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม 200 W/(m²·K) ของไหลร้อนเย็นลงจาก 115 เป็น 90 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 100 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

A = 2 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 90 °CTc: 30 → 100 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT120 °C95 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 190 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 2.5 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 120 เป็น 95 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 65 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U

Q̇ = 190 kWA = 2.5 m²Th: 120 → 95 °CTc: 20 → 65 °C
U = W/(m²·K)
4.ปานกลาง
ความยาวT80 °C45 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 270 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 80 เป็น 45 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 50 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 270 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 80 → 45 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT100 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ไอน้ำควบแน่นที่ 100 °C คงที่ด้านนอกของท่อของเครื่องควบแน่นที่มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 4 m² และ U = 1500 W/(m²·K) น้ำหล่อเย็น (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) เข้าท่อที่ 20 °C จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out

Ts = 100 °CA = 4 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.ยาก
ความยาวT85 °C40 °C28.46 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 85 เป็น 40 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 2 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 15 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 270 kW
  2. 2. Q̇ = 12.98 kW
  3. 3. U = 1307 W/(m²·K)
  4. 4. A = 62.38 m²
  5. 5. Tc,out = 50.42 °C
  6. 6. A = 14.55 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com