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 น้ำ 2.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 65 เป็น 30 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 2.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 65 → 30 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำ 2.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 100 เป็น 55 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 2.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 100 → 55 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT150 °C40 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 360 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 150 เป็น 40 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 40 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 360 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 150 → 40 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT115 °C100 °C95 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 160 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 115 เป็น 100 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 95 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.95 และ U = 800 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 160 kWF = 0.95U = 800 W/(m²·K)Th: 115 → 100 °CTc: 30 → 95 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT100 °C50 °C?10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลสวนทาง น้ำมันร้อน (0.2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 100 เป็น 50 °C น้ำ (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 10 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 mm และ U = 300 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 50 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.ยาก
ความยาวT180 °C70 °C25.13 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 180 เป็น 70 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 2 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 10 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 365.8 kW
  2. 2. Q̇ = 470.2 kW
  3. 3. A = 5.034 m²
  4. 4. A = 5.275 m²
  5. 5. L = 11.65 m
  6. 6. A = 6.322 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com