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
ความยาวT145 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 145 เป็น 60 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง มันทำให้น้ำ 1.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 10 °C ร้อนขึ้น ไม่มีความร้อนสูญเสียสู่สิ่งแวดล้อม จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 60 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.ง่าย

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ไกลคอลผสม 0.2 kg/s (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 95 เป็น 60 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 0.2 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 95 → 60 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT180 °C100 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 150 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 2.5 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 180 เป็น 100 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 60 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U

Q̇ = 150 kWA = 2.5 m²Th: 180 → 100 °CTc: 10 → 60 °C
U = W/(m²·K)
4.ปานกลาง
ความยาวT95 °C50 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 100 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 8 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 95 เป็น 50 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 60 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U

Q̇ = 100 kWA = 8 m²Th: 95 → 50 °CTc: 10 → 60 °C
U = W/(m²·K)
5.ยาก
ความยาวT105 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ไอน้ำควบแน่นที่ 105 °C คงที่ด้านนอกของท่อของเครื่องควบแน่นที่มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 4 m² และ U = 1000 W/(m²·K) น้ำหล่อเย็น (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) เข้าท่อที่ 10 °C จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out

Ts = 105 °CA = 4 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.ยาก
ความยาวT110 °C75 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลขนาน น้ำมันร้อน (0.2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 110 เป็น 75 °C น้ำ (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 15 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 mm และ U = 250 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 75 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

เฉลย

  1. 1. Tc,out = 24.23 °C
  2. 2. Q̇ = 25.2 kW
  3. 3. U = 575.4 W/(m²·K)
  4. 4. U = 333.8 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 90.99 °C
  6. 6. L = 12.1 m

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com