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
ความยาวT155 °C120 °C95 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 3 m² และสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม 200 W/(m²·K) ของไหลร้อนเย็นลงจาก 155 เป็น 120 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 95 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

A = 3 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 120 °CTc: 30 → 95 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำมันเบา 0.8 kg/s (cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 90 เป็น 55 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 0.8 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 90 → 55 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT170 °C130 °C130 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 410 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 170 เป็น 130 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 130 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 800 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 410 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 130 °CTc: 25 → 130 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT100 °C55 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 150 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 4 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 100 เป็น 55 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 20 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U

Q̇ = 150 kWA = 4 m²Th: 100 → 55 °CTc: 10 → 20 °C
U = W/(m²·K)
5.ยาก
ความยาวT105 °C??10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 0.5 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 105 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 10 °C เครื่องมี A = 1 m² และ U = 800 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 10 °CA = 1 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.ยาก
ความยาวT140 °C55 °C89.06 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 140 เป็น 55 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 1 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 25 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 44.39 kW
  2. 2. Q̇ = 58.8 kW
  3. 3. A = 7.609 m²
  4. 4. U = 644 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 46.54 °C
  6. 6. A = 33.85 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com