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
ความยาวT160 °C140 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนาน ของไหลร้อนเย็นลงจาก 160 เป็น 140 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 55 °C จงหาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 160 → 140 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย
ความยาวT170 °C60 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 170 เป็น 60 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 60 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 170 → 60 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT135 °C100 °C25 °C60 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 420 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 135 เป็น 100 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 60 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 420 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 100 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT100 °C30 °C70 °CΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ในเครื่องควบแน่น ไอน้ำควบแน่นที่ 100 °C คงที่ด้านนอกของท่อ น้ำหล่อเย็น (2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อและร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 70 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 3000 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Ts = 100 °Cṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 70 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.ยาก
ความยาวT80 °C40 °C21.96 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 80 เป็น 40 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 3 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 10 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 40 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT180 °C??30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 2 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 180 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 30 °C เครื่องมี A = 4 m² และ U = 800 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 180 °CTc,in = 30 °CA = 4 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 105.9 K
  2. 2. ΔTlm = 72.72 K
  3. 3. A = 6.07 m²
  4. 4. A = 2.361 m²
  5. 5. A = 7.061 m²
  6. 6. Th,out = 87.69 °C

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com