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
ความยาวT150 °C70 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 150 เป็น 70 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 30 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 150 → 70 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำ 0.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 115 เป็น 70 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 115 → 70 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT110 °C80 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 90 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 110 เป็น 80 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 90 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.88 และ U = 300 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 90 kWF = 0.88U = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 80 °CTc: 30 → 90 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT90 °C70 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 200 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 12 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 90 เป็น 70 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 75 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U

Q̇ = 200 kWA = 12 m²Th: 90 → 70 °CTc: 20 → 75 °C
U = W/(m²·K)
5.ยาก
ความยาวT120 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ไอน้ำควบแน่นที่ 120 °C คงที่ด้านนอกของท่อของเครื่องควบแน่นที่มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 2 m² และ U = 2000 W/(m²·K) น้ำหล่อเย็น (2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) เข้าท่อที่ 25 °C จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out

Ts = 120 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.ยาก
ความยาวT175 °C??15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 1.5 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 175 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 15 °C เครื่องมี A = 1 m² และ U = 800 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 1.5 kW/KTh,in = 175 °CTc,in = 15 °CA = 1 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 83.32 K
  2. 2. Q̇ = 94.05 kW
  3. 3. A = 10.41 m²
  4. 4. U = 573.3 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 61.13 °C
  6. 6. Th,out = 119.3 °C

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com