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 °C30 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 80 เป็น 30 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 70 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 80 → 30 °CTc: 15 → 70 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย
ความยาวT85 °C60 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 85 เป็น 60 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 25 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 85 → 60 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT150 °C115 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 490 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 150 เป็น 115 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 90 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.92 และ U = 500 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 490 kWF = 0.92U = 500 W/(m²·K)Th: 150 → 115 °CTc: 15 → 90 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT180 °C150 °C20 °C75 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 260 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 180 เป็น 150 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 75 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 260 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 180 → 150 °CTc: 20 → 75 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT175 °C65 °C90.53 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 175 เป็น 65 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 0.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 30 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 65 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT95 °C50 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลขนาน น้ำมันร้อน (0.2 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 95 เป็น 50 °C น้ำ (0.3 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 20 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 32 mm และ U = 150 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 50 °Cṁc = 0.3 kg/sTc,in = 20 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 12.33 K
  2. 2. ΔTlm = 54.85 K
  3. 3. A = 13.6 m²
  4. 4. A = 1.545 m²
  5. 5. A = 2.253 m²
  6. 6. L = 38.28 m

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com