1.ง่าย
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 110 เป็น 65 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 100 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm
Th: 110 → 65 °CTc: 20 → 100 °C
ΔTlm = K
ใบงาน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (LMTD) พร้อมเฉลย
2.ง่าย
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 165 เป็น 90 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 125 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm
Th: 165 → 90 °CTc: 10 → 125 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 370 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 160 เป็น 125 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 135 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.88 และ U = 500 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ
Q̇ = 370 kWF = 0.88U = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 125 °CTc: 25 → 135 °C
A = m²
4.ปานกลาง
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 110 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 105 เป็น 85 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 85 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.85 และ U = 200 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ
Q̇ = 110 kWF = 0.85U = 200 W/(m²·K)Th: 105 → 85 °CTc: 25 → 85 °C
A = m²
5.ยาก
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 3 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 85 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 15 °C เครื่องมี A = 6 m² และ U = 300 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out
Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 15 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.ยาก
น้ำมันร้อน (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 95 เป็น 60 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 3 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 10 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 300 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้
ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
เฉลย
- 1. ΔTlm = 23.27 K
- 2. ΔTlm = 57.71 K
- 3. A = 15.54 m²
- 4. A = 17.77 m²
- 5. Th,out = 58.75 °C
- 6. A = 8.046 m²
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com