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
ความยาวT145 °C95 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 145 เป็น 95 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 30 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 145 → 95 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย
ความยาวT85 °C65 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 12 m² และสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม 500 W/(m²·K) ของไหลร้อนเย็นลงจาก 85 เป็น 65 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 70 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

A = 12 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 25 → 70 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT105 °C65 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 200 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 105 เป็น 65 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 50 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 200 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 65 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT145 °C80 °C125 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 130 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 145 เป็น 80 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 125 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.88 และ U = 300 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 130 kWF = 0.88U = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 80 °CTc: 20 → 125 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT100 °C??30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 0.5 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 100 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 30 °C เครื่องมี A = 4 m² และ U = 500 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 30 °CA = 4 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.ยาก
ความยาวT110 °C55 °C?20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลสวนทาง น้ำมันร้อน (0.3 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 110 เป็น 55 °C น้ำ (0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 20 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm และ U = 500 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 55 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 96.44 K
  2. 2. Q̇ = 152.9 kW
  3. 3. A = 9.04 m²
  4. 4. A = 13.52 m²
  5. 5. Th,out = 44 °C
  6. 6. L = 10.65 m

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com