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
ความยาวT145 °C120 °C30 °C95 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนาน ของไหลร้อนเย็นลงจาก 145 เป็น 120 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 95 °C จงหาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 145 → 120 °CTc: 30 → 95 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย
ความยาวT165 °C55 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 165 เป็น 55 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 30 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 165 → 55 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT100 °C20 °C85 °CΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ในเครื่องควบแน่น ไอน้ำควบแน่นที่ 100 °C คงที่ด้านนอกของท่อ น้ำหล่อเย็น (4 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อและร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 85 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 3000 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Ts = 100 °Cṁ = 4 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 85 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT80 °C45 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 490 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 80 เป็น 45 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 60 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 300 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 490 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 80 → 45 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT155 °C??20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 2 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 155 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 20 °C เครื่องมี A = 6 m² และ U = 200 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 155 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.ยาก
ความยาวT95 °C60 °C?15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลสวนทาง น้ำมันร้อน (0.2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 95 เป็น 60 °C น้ำ (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 15 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 mm และ U = 250 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 0.2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 60 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 58.98 K
  2. 2. ΔTlm = 74.08 K
  3. 3. A = 9.33 m²
  4. 4. A = 66.23 m²
  5. 5. Th,out = 104.4 °C
  6. 6. L = 15.77 m

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com