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 น้ำมันเบา 0.2 kg/s (cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 85 เป็น 45 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 0.2 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 85 → 45 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย
ความยาวT125 °C40 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 125 เป็น 40 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 30 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 125 → 40 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT165 °C40 °C155 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 420 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 165 เป็น 40 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 155 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 300 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 420 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 165 → 40 °CTc: 25 → 155 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT120 °C65 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 30 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 120 เป็น 65 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 90 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 30 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 65 °CTc: 15 → 90 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT140 °C70 °C35.68 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 140 เป็น 70 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 3 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 10 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT130 °C55 °C40.63 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 130 เป็น 55 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 2 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 20 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 16.8 kW
  2. 2. ΔTlm = 52.43 K
  3. 3. A = 113.5 m²
  4. 4. A = 3.831 m²
  5. 5. A = 4.019 m²
  6. 6. A = 5.949 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com