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
ความยาวT125 °C55 °C115 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 125 เป็น 55 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 115 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 125 → 55 °CTc: 25 → 115 °C
ΔTlm = K
2.ง่าย
ความยาวT105 °C85 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 105 เป็น 85 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 75 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 105 → 85 °CTc: 10 → 75 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT145 °C85 °C100 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หนึ่งทางผ่านเปลือก สองทางผ่านท่อ) ต้องถ่ายเทความร้อน 490 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 145 เป็น 85 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 100 °C ตัวประกอบแก้ไข LMTD สำหรับการจัดแบบนี้คือ F = 0.88 และ U = 1000 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Q̇ = 490 kWF = 0.88U = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 85 °CTc: 15 → 100 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT165 °C40 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 90 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 165 เป็น 40 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 105 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 90 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 165 → 40 °CTc: 25 → 105 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT110 °C75 °C45.7 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 110 เป็น 75 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 2 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 30 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 75 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT165 °C??30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 3 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 165 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 30 °C เครื่องมี A = 6 m² และ U = 800 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 30 °CA = 6 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

เฉลย

  1. 1. ΔTlm = 18.2 K
  2. 2. ΔTlm = 49.11 K
  3. 3. A = 9.841 m²
  4. 4. A = 1.848 m²
  5. 5. A = 12.14 m²
  6. 6. Th,out = 81.92 °C

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com