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
ความยาวT120 °C95 °C15 °C65 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนาน ของไหลร้อนเย็นลงจาก 120 เป็น 95 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 65 °C จงหาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 120 → 95 °CTc: 15 → 65 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย
ความยาวT155 °C110 °C?30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 155 เป็น 110 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง มันทำให้น้ำ 2 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 30 °C ร้อนขึ้น ไม่มีความร้อนสูญเสียสู่สิ่งแวดล้อม จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 110 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
3.ปานกลาง
ความยาวT155 °C100 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 70 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 155 เป็น 100 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 105 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.95 และ U = 300 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 70 kWF = 0.95U = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 100 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT145 °C35 °C105 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 50 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 145 เป็น 35 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 105 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 50 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 35 °CTc: 15 → 105 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT105 °C45 °C68.83 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 105 เป็น 45 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 1 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 15 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 45 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT105 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ไอน้ำควบแน่นที่ 105 °C คงที่ด้านนอกของท่อของเครื่องควบแน่นที่มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 8 m² และ U = 1500 W/(m²·K) น้ำหล่อเย็น (2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) เข้าท่อที่ 15 °C จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out

Ts = 105 °CA = 8 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 59.87 K
  2. 2. Tc,out = 46.96 °C
  3. 3. A = 4.132 m²
  4. 4. A = 1.733 m²
  5. 5. A = 6.82 m²
  6. 6. Tc,out = 83.58 °C

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com