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
ความยาวT150 °C45 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 150 เป็น 45 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 65 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 150 → 45 °CTc: 10 → 65 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เอทานอล 2.5 kg/s (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้ร้อนขึ้นจาก 35 เป็น 90 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 2.5 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 35 → 90 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT130 °C75 °C120 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 150 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 130 เป็น 75 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 120 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 150 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 75 °CTc: 15 → 120 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT115 °C70 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 460 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 115 เป็น 70 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 70 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.95 และ U = 200 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 460 kWF = 0.95U = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 70 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT120 °C100 °C35.02 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 120 เป็น 100 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 1 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 30 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 100 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT165 °C115 °C34.19 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 165 เป็น 115 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 3 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 30 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 800 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 165 → 115 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 56.35 K
  2. 2. Q̇ = 335.5 kW
  3. 3. A = 5.375 m²
  4. 4. A = 57.03 m²
  5. 5. A = 0.5437 m²
  6. 6. A = 0.6176 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com