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
ความยาวT80 °C50 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 6 m² และสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม 800 W/(m²·K) ของไหลร้อนเย็นลงจาก 80 เป็น 50 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 60 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

A = 6 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 80 → 50 °CTc: 20 → 60 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย
ความยาวT105 °C50 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 105 เป็น 50 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 25 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 105 → 50 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT180 °C100 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 170 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 5 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 180 เป็น 100 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 40 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U

Q̇ = 170 kWA = 5 m²Th: 180 → 100 °CTc: 30 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.ปานกลาง
ความยาวT160 °C80 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 450 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 160 เป็น 80 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 80 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.92 และ U = 800 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 450 kWF = 0.92U = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 80 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT160 °C75 °C108.5 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 160 เป็น 75 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 0.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 15 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 75 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT110 °C80 °C25.05 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 110 เป็น 80 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 1.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 15 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 800 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 80 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 118.4 kW
  2. 2. ΔTlm = 54.43 K
  3. 3. U = 336.7 W/(m²·K)
  4. 4. A = 9.164 m²
  5. 5. A = 3.515 m²
  6. 6. A = 1.057 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com