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 °C150 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 15 m² และสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม 1500 W/(m²·K) ของไหลร้อนเย็นลงจาก 175 เป็น 150 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 55 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

A = 15 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 175 → 150 °CTc: 25 → 55 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย
ความยาวT100 °C35 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนาน ของไหลร้อนเย็นลงจาก 100 เป็น 35 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 30 °C จงหาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 100 → 35 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT175 °C85 °C20 °C55 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 160 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 175 เป็น 85 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 55 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 160 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 175 → 85 °CTc: 20 → 55 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT100 °C45 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 360 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 100 เป็น 45 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 90 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 360 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 45 °CTc: 15 → 90 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT140 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ไอน้ำควบแน่นที่ 140 °C คงที่ด้านนอกของท่อของเครื่องควบแน่นที่มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 3 m² และ U = 1500 W/(m²·K) น้ำหล่อเย็น (3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) เข้าท่อที่ 10 °C จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out

Ts = 140 °CA = 3 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.ยาก
ความยาวT155 °C135 °C21.83 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 155 เป็น 135 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 3 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 20 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 300 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 135 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 2756 kW
  2. 2. ΔTlm = 28.24 K
  3. 3. A = 4.204 m²
  4. 4. A = 19.78 m²
  5. 5. Tc,out = 49.2 °C
  6. 6. A = 0.619 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com