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
ความยาวT175 °C140 °C140 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 15 m² และสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม 300 W/(m²·K) ของไหลร้อนเย็นลงจาก 175 เป็น 140 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 140 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

A = 15 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 175 → 140 °CTc: 10 → 140 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย
ความยาวT160 °C135 °C150 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 160 เป็น 135 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 150 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 160 → 135 °CTc: 15 → 150 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT100 °C35 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 400 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 20 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 100 เป็น 35 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 25 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U

Q̇ = 400 kWA = 20 m²Th: 100 → 35 °CTc: 10 → 25 °C
U = W/(m²·K)
4.ปานกลาง
ความยาวT150 °C105 °C30 °C75 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 460 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 2.5 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 150 เป็น 105 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 75 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U

Q̇ = 460 kWA = 2.5 m²Th: 150 → 105 °CTc: 30 → 75 °C
U = W/(m²·K)
5.ยาก
ความยาวT90 °C40 °C51.68 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 90 เป็น 40 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 1.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 15 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 40 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT170 °C115 °C30.18 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 170 เป็น 115 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 1.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 10 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 115 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 325.8 kW
  2. 2. ΔTlm = 44.27 K
  3. 3. U = 549.3 W/(m²·K)
  4. 4. U = 2834 W/(m²·K)
  5. 5. A = 14.75 m²
  6. 6. A = 1.04 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com