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
ความยาวT130 °C60 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนาน ของไหลร้อนเย็นลงจาก 130 เป็น 60 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 40 °C จงหาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 130 → 60 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เอทานอล 0.3 kg/s (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 120 เป็น 60 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 0.3 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 120 → 60 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT100 °C45 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 250 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 100 เป็น 45 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 40 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.85 และ U = 500 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 250 kWF = 0.85U = 500 W/(m²·K)Th: 100 → 45 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT175 °C140 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 170 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 6 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 175 เป็น 140 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 40 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U

Q̇ = 170 kWA = 6 m²Th: 175 → 140 °CTc: 15 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.ยาก
ความยาวT105 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ไอน้ำควบแน่นที่ 105 °C คงที่ด้านนอกของท่อของเครื่องควบแน่นที่มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 1 m² และ U = 2500 W/(m²·K) น้ำหล่อเย็น (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) เข้าท่อที่ 15 °C จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out

Ts = 105 °CA = 1 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.ยาก
ความยาวT85 °C50 °C30.86 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 85 เป็น 50 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 1.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 25 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 85 → 50 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 54.31 K
  2. 2. Q̇ = 43.92 kW
  3. 3. A = 18.12 m²
  4. 4. U = 221.9 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 44.59 °C
  6. 6. A = 1.949 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com