1.ง่าย
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำ 0.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 105 เป็น 90 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇
ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 105 → 90 °C
Q̇ = kW
ใบงาน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (LMTD) พร้อมเฉลย
2.ง่าย
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนาน ของไหลร้อนเย็นลงจาก 165 เป็น 125 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 25 °C จงหาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm
Th: 165 → 125 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 160 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 3 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 145 เป็น 105 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 95 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U
Q̇ = 160 kWA = 3 m²Th: 145 → 105 °CTc: 30 → 95 °C
U = W/(m²·K)
4.ปานกลาง
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 550 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 80 เป็น 50 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 55 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.95 และ U = 500 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ
Q̇ = 550 kWF = 0.95U = 500 W/(m²·K)Th: 80 → 50 °CTc: 15 → 55 °C
A = m²
5.ยาก
น้ำมันร้อน (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 100 เป็น 35 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 2 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 15 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 1500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้
ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 35 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
น้ำมันร้อน (1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 110 เป็น 90 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 0.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 25 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้
ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 90 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
เฉลย
- 1. Q̇ = 31.35 kW
- 2. ΔTlm = 123.3 K
- 3. U = 1241 W/(m²·K)
- 4. A = 38.96 m²
- 5. A = 2.823 m²
- 6. A = 1.185 m²
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com