1.ง่าย
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 110 เป็น 70 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 80 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm
Th: 110 → 70 °CTc: 25 → 80 °C
ΔTlm = K
ใบงาน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (LMTD) พร้อมเฉลย
2.ง่าย
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 125 เป็น 110 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 100 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm
Th: 125 → 110 °CTc: 20 → 100 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 420 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 95 เป็น 80 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 40 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.9 และ U = 500 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ
Q̇ = 420 kWF = 0.9U = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 80 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
4.ปานกลาง
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 120 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 170 เป็น 40 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 100 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้
Q̇ = 120 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 40 °CTc: 20 → 100 °C
A = m²
5.ยาก
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลสวนทาง น้ำมันร้อน (0.2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 150 เป็น 70 °C น้ำ (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 25 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 32 mm และ U = 500 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ
ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 70 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.ยาก
ไอน้ำควบแน่นที่ 100 °C คงที่ด้านนอกของท่อของเครื่องควบแน่นที่มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 2 m² และ U = 1000 W/(m²·K) น้ำหล่อเย็น (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) เข้าท่อที่ 15 °C จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out
Ts = 100 °CA = 2 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
เฉลย
- 1. ΔTlm = 36.99 K
- 2. ΔTlm = 50.74 K
- 3. A = 15.59 m²
- 4. A = 3.007 m²
- 5. L = 8.757 m
- 6. Tc,out = 47.32 °C
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com