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

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำมันเบา 2.5 kg/s (cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้ร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 90 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 2.5 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 25 → 90 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำมันเบา 2.5 kg/s (cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้ร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 65 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 2.5 kg/scp = 2.1 kJ/(kg·K)T: 10 → 65 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT95 °C80 °C30 °C65 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 140 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 95 เป็น 80 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 65 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 1500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 140 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 95 → 80 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT130 °C110 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 490 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 20 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 130 เป็น 110 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 65 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U

Q̇ = 490 kWA = 20 m²Th: 130 → 110 °CTc: 20 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.ยาก
ความยาวT160 °C115 °C82.82 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1.5 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 160 เป็น 115 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 0.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 15 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 1000 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 115 °Cṁc = 0.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT155 °C90 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลขนาน น้ำมันร้อน (0.8 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 155 เป็น 90 °C น้ำ (0.5 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 20 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 32 mm และ U = 500 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 0.8 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 90 °Cṁc = 0.5 kg/sTc,in = 20 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 341.3 kW
  2. 2. Q̇ = 288.8 kW
  3. 3. A = 2.737 m²
  4. 4. U = 336.9 W/(m²·K)
  5. 5. A = 1.609 m²
  6. 6. L = 57.97 m

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com