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 °C60 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 80 เป็น 60 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 30 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 80 → 60 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย
ความยาวT95 °C75 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 20 m² และสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม 300 W/(m²·K) ของไหลร้อนเย็นลงจาก 95 เป็น 75 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 25 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

A = 20 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 95 → 75 °CTc: 15 → 25 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT100 °C65 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 240 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 100 เป็น 65 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 40 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.8 และ U = 500 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 240 kWF = 0.8U = 500 W/(m²·K)Th: 100 → 65 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT100 °C55 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 290 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 100 เป็น 55 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 45 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 290 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 55 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT120 °C50 °C51.38 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 120 เป็น 50 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 2 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 25 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 1500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT110 °C65 °C?10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลสวนทาง น้ำมันร้อน (0.8 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 110 เป็น 65 °C น้ำ (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 10 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 32 mm และ U = 150 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 65 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 47.46 K
  2. 2. Q̇ = 389.2 kW
  3. 3. A = 11.51 m²
  4. 4. A = 41.37 m²
  5. 5. A = 3.403 m²
  6. 6. L = 95.25 m

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com