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
ความยาวT80 °C55 °C60 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 80 เป็น 55 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 60 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 80 → 55 °CTc: 30 → 60 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย
ความยาวT140 °C110 °C?10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 140 เป็น 110 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง มันทำให้น้ำ 0.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 10 °C ร้อนขึ้น ไม่มีความร้อนสูญเสียสู่สิ่งแวดล้อม จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 110 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.ปานกลาง
ความยาวT180 °C150 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 390 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 180 เป็น 150 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 100 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 390 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 180 → 150 °CTc: 20 → 100 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT130 °C75 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 250 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 130 เป็น 75 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 50 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 250 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 75 °CTc: 15 → 50 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT130 °C??15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 2 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 130 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 15 °C เครื่องมี A = 3 m² และ U = 500 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 130 °CTc,in = 15 °CA = 3 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.ยาก
ความยาวT130 °C55 °C43.84 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 130 เป็น 55 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 2 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 25 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 22.41 K
  2. 2. Tc,out = 45.89 °C
  3. 3. A = 3.787 m²
  4. 4. A = 7.192 m²
  5. 5. Th,out = 80.71 °C
  6. 6. A = 14.79 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com