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 2.5 kg/s (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 90 เป็น 40 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 2.5 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 90 → 40 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย
ความยาวT140 °C110 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 140 เป็น 110 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 60 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 140 → 110 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT80 °C45 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 250 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 80 เป็น 45 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 30 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 250 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 80 → 45 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT140 °C90 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 360 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 140 เป็น 90 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 65 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.9 และ U = 500 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 360 kWF = 0.9U = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 90 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT95 °C65 °C?20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลสวนทาง น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 95 เป็น 65 °C น้ำ (0.2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 20 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm และ U = 300 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 65 °Cṁc = 0.2 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.ยาก
ความยาวT160 °C??10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 1.5 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 160 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 10 °C เครื่องมี A = 1 m² และ U = 500 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 1.5 kW/KTh,in = 160 °CTc,in = 10 °CA = 1 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 305 kW
  2. 2. ΔTlm = 84.9 K
  3. 3. A = 11.89 m²
  4. 4. A = 10.33 m²
  5. 5. L = 16.29 m
  6. 6. Th,out = 122.5 °C

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com