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
ความยาวT105 °C80 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 105 เป็น 80 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 80 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 105 → 80 °CTc: 25 → 80 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เอทานอล 0.3 kg/s (cp = 2.44 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 105 เป็น 75 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 0.3 kg/scp = 2.44 kJ/(kg·K)T: 105 → 75 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT135 °C110 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 540 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 135 เป็น 110 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 25 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.95 และ U = 800 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 540 kWF = 0.95U = 800 W/(m²·K)Th: 135 → 110 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT155 °C95 °C10 °C70 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 350 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 155 เป็น 95 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 70 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 800 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 350 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 155 → 95 °CTc: 10 → 70 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT120 °C??15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 2 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 120 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 15 °C เครื่องมี A = 6 m² และ U = 300 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 15 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.ยาก
ความยาวT130 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ไอน้ำควบแน่นที่ 130 °C คงที่ด้านนอกของท่อของเครื่องควบแน่นที่มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 2.5 m² และ U = 3000 W/(m²·K) น้ำหล่อเย็น (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) เข้าท่อที่ 10 °C จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out

Ts = 130 °CA = 2.5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 38.05 K
  2. 2. Q̇ = 21.96 kW
  3. 3. A = 6.772 m²
  4. 4. A = 6.409 m²
  5. 5. Th,out = 70.26 °C
  6. 6. Tc,out = 110 °C

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com