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 เอทานอล 2 kg/s (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 75 เป็น 30 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 2 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 75 → 30 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำมันเบา 2 kg/s (cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 70 เป็น 45 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 2 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 70 → 45 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT110 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ในเครื่องควบแน่น ไอน้ำควบแน่นที่ 110 °C คงที่ด้านนอกของท่อ น้ำหล่อเย็น (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อและร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 35 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1500 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Ts = 110 °Cṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 35 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT180 °C65 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 490 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 180 เป็น 65 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 70 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 490 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 180 → 65 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT120 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ไอน้ำควบแน่นที่ 120 °C คงที่ด้านนอกของท่อของเครื่องควบแน่นที่มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 2 m² และ U = 2000 W/(m²·K) น้ำหล่อเย็น (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) เข้าท่อที่ 10 °C จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out

Ts = 120 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.ยาก
ความยาวT160 °C55 °C?15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลสวนทาง น้ำมันร้อน (0.2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 160 เป็น 55 °C น้ำ (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 15 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 32 mm และ U = 500 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 55 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 219.6 kW
  2. 2. Q̇ = 105 kW
  3. 3. A = 0.3294 m²
  4. 4. A = 35.41 m²
  5. 5. Tc,out = 40.04 °C
  6. 6. L = 13.28 m

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com