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 น้ำ 2 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้ร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 65 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 2 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)T: 20 → 65 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย
ความยาวT130 °C55 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 12 m² และสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม 500 W/(m²·K) ของไหลร้อนเย็นลงจาก 130 เป็น 55 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 35 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

A = 12 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 55 °CTc: 25 → 35 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT145 °C100 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขนานถ่ายเทความร้อน 260 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 6 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 145 เป็น 100 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 15 เป็น 25 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U

Q̇ = 260 kWA = 6 m²Th: 145 → 100 °CTc: 15 → 25 °C
U = W/(m²·K)
4.ปานกลาง
ความยาวT180 °C40 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 130 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 180 เป็น 40 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 55 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 130 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 180 → 40 °CTc: 10 → 55 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT105 °C50 °C55.26 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (1.5 kg/s, cp = 2.3 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 105 เป็น 50 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 1.5 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 25 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 200 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 1.5 kg/scp,h = 2.3 kJ/(kg·K)Th: 105 → 50 °Cṁc = 1.5 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT85 °C??25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 0.5 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 85 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 25 °C เครื่องมี A = 5 m² และ U = 300 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 0.5 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 25 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 376.2 kW
  2. 2. Q̇ = 338.3 kW
  3. 3. U = 433.4 W/(m²·K)
  4. 4. A = 9.764 m²
  5. 5. A = 26.38 m²
  6. 6. Th,out = 40 °C

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com