1.ง่าย
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 130 เป็น 75 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 20 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm
Th: 130 → 75 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
ใบงาน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (LMTD) พร้อมเฉลย
2.ง่าย
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ไกลคอลผสม 1 kg/s (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้ร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 90 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇
ṁ = 1 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 30 → 90 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 310 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 80 เป็น 55 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 60 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้
Q̇ = 310 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 80 → 55 °CTc: 30 → 60 °C
A = m²
4.ปานกลาง
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 460 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 115 เป็น 65 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 95 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.9 และ U = 800 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ
Q̇ = 460 kWF = 0.9U = 800 W/(m²·K)Th: 115 → 65 °CTc: 25 → 95 °C
A = m²
5.ยาก
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลขนาน น้ำมันร้อน (0.3 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 145 เป็น 110 °C น้ำ (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 15 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm และ U = 300 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ
ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 110 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.ยาก
น้ำมันร้อน (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 155 เป็น 125 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 0.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 15 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้
ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 125 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
เฉลย
- 1. ΔTlm = 85.54 K
- 2. Q̇ = 216 kW
- 3. A = 13.83 m²
- 4. A = 22.14 m²
- 5. L = 5.199 m
- 6. A = 1.715 m²
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com