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
ความยาวT95 °C65 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนาน ของไหลร้อนเย็นลงจาก 95 เป็น 65 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 20 °C จงหาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 95 → 65 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย
ความยาวT120 °C55 °C105 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 120 เป็น 55 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 105 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 120 → 55 °CTc: 10 → 105 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT120 °C105 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 690 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 120 เป็น 105 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 45 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.92 และ U = 300 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 690 kWF = 0.92U = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 105 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT180 °C120 °C160 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 220 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 180 เป็น 120 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 160 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 220 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 180 → 120 °CTc: 25 → 160 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT110 °C??15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 0.5 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 110 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 15 °C เครื่องมี A = 3 m² และ U = 200 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 15 °CA = 3 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.ยาก
ความยาวT115 °C70 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลขนาน น้ำมันร้อน (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 115 เป็น 70 °C น้ำ (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 20 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 mm และ U = 250 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 70 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 20 °CD = 20 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 62.89 K
  2. 2. ΔTlm = 27.31 K
  3. 3. A = 30.39 m²
  4. 4. A = 22.85 m²
  5. 5. Th,out = 58.18 °C
  6. 6. L = 100.2 m

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com