1.ง่าย
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำ 0.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 120 เป็น 75 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇
ṁ = 0.5 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 120 → 75 °C
Q̇ = kW
ใบงาน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (LMTD) พร้อมเฉลย
2.ง่าย
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 180 เป็น 35 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 40 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm
Th: 180 → 35 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 130 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 175 เป็น 155 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 75 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้
Q̇ = 130 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 175 → 155 °CTc: 20 → 75 °C
A = m²
4.ปานกลาง
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 460 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 105 เป็น 65 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 45 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 300 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้
Q̇ = 460 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 105 → 65 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
5.ยาก
ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลสวนทาง น้ำมันร้อน (0.2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 150 เป็น 85 °C น้ำ (1.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 20 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 mm และ U = 250 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ
ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 85 °Cṁc = 1.5 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.ยาก
ไอน้ำควบแน่นที่ 100 °C คงที่ด้านนอกของท่อของเครื่องควบแน่นที่มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 8 m² และ U = 3000 W/(m²·K) น้ำหล่อเย็น (2 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) เข้าท่อที่ 10 °C จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out
Ts = 100 °CA = 8 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
เฉลย
- 1. Q̇ = 94.05 kW
- 2. ΔTlm = 55.96 K
- 3. A = 2.229 m²
- 4. A = 36.85 m²
- 5. L = 7.555 m
- 6. Tc,out = 94.9 °C
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com