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
ความยาวT150 °C70 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 20 m² และสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม 300 W/(m²·K) ของไหลร้อนเย็นลงจาก 150 เป็น 70 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 75 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

A = 20 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 70 °CTc: 10 → 75 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ไกลคอลผสม 2 kg/s (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้ร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 65 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 2 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 20 → 65 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT100 °C55 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 160 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 100 เป็น 55 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 70 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.8 และ U = 200 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 160 kWF = 0.8U = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 55 °CTc: 20 → 70 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT115 °C70 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 260 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 115 เป็น 70 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 25 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 260 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 70 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT175 °C??15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 0.5 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 175 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 15 °C เครื่องมี A = 6 m² และ U = 300 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 175 °CTc,in = 15 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.ยาก
ความยาวT135 °C70 °C34.44 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 135 เป็น 70 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 3 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 15 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 403.3 kW
  2. 2. Q̇ = 324 kW
  3. 3. A = 30.83 m²
  4. 4. A = 2.439 m²
  5. 5. Th,out = 49.78 °C
  6. 6. A = 16.14 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com