ใบงาน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (LMTD) พร้อมเฉลย

น้ำมันร้อน (1 kg/s, c_p = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 125 เป็น 50 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง มันทำให้น้ำ 2 kg/s (c_p = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 25 °C ร้อนขึ้น ไม่มีความร้อนสูญเสียสู่สิ่งแวดล้อม จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก T_c,out

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนาน ของไหลร้อนเย็นลงจาก 145 เป็น 55 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 50 °C จงหาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔT_lm

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 380 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 160 เป็น 120 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 85 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 630 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 85 เป็น 60 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 50 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.92 และ U = 300 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·c_p = 1 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 85 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 30 °C เครื่องมี A = 1 m² และ U = 800 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน T_h,out

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลสวนทาง น้ำมันร้อน (0.8 kg/s, c_p = 2.3 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 115 เป็น 80 °C น้ำ (0.3 kg/s, c_p = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 15 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 mm และ U = 250 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ