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

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำ 0.3 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 65 เป็น 30 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 0.3 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 65 → 30 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำมันเบา 3 kg/s (cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้ร้อนขึ้นจาก 40 เป็น 75 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 3 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 40 → 75 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT175 °C145 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 220 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 175 เป็น 145 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 45 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 220 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 145 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT165 °C60 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 460 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 165 เป็น 60 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 30 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.95 และ U = 300 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 460 kWF = 0.95U = 300 W/(m²·K)Th: 165 → 60 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT80 °C45 °C25.23 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 80 เป็น 45 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 2 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 20 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 800 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT130 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ไอน้ำควบแน่นที่ 130 °C คงที่ด้านนอกของท่อของเครื่องควบแน่นที่มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 6 m² และ U = 1500 W/(m²·K) น้ำหล่อเย็น (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) เข้าท่อที่ 25 °C จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out

Ts = 130 °CA = 6 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 43.89 kW
  2. 2. Q̇ = 220.5 kW
  3. 3. A = 1.784 m²
  4. 4. A = 18.86 m²
  5. 5. A = 1.441 m²
  6. 6. Tc,out = 105 °C

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com