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
ความยาวT135 °C55 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 135 เป็น 55 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 100 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 135 → 55 °CTc: 30 → 100 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย
ความยาวT165 °C80 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 165 เป็น 80 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 70 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 165 → 80 °CTc: 15 → 70 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT135 °C60 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 460 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 135 เป็น 60 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 105 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 460 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 135 → 60 °CTc: 25 → 105 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT130 °C115 °C100 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 450 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 130 เป็น 115 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 100 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.95 และ U = 1000 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 450 kWF = 0.95U = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 115 °CTc: 15 → 100 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT130 °C55 °C76.52 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 130 เป็น 55 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 1 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 20 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 800 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT125 °C65 °C?15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลสวนทาง น้ำมันร้อน (0.3 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 125 เป็น 65 °C น้ำ (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 15 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 mm และ U = 300 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 0.3 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 65 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 15 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 29.72 K
  2. 2. ΔTlm = 79.05 K
  3. 3. A = 28.36 m²
  4. 4. A = 8.147 m²
  5. 5. A = 6.775 m²
  6. 6. L = 14.56 m

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com