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
ความยาวT135 °C80 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 12 m² และสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม 300 W/(m²·K) ของไหลร้อนเย็นลงจาก 135 เป็น 80 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 20 เป็น 60 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

A = 12 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 80 °CTc: 20 → 60 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย
ความยาวT90 °C60 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 90 เป็น 60 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 75 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 90 → 60 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT95 °C80 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 410 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 10 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 95 เป็น 80 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 85 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U

Q̇ = 410 kWA = 10 m²Th: 95 → 80 °CTc: 30 → 85 °C
U = W/(m²·K)
4.ปานกลาง
ความยาวT105 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂ไอน้ำควบแน่น

ในเครื่องควบแน่น ไอน้ำควบแน่นที่ 105 °C คงที่ด้านนอกของท่อ น้ำหล่อเย็น (4 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อและร้อนขึ้นจาก 10 เป็น 65 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 2500 W/(m²·K) จงหาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องการ

Ts = 105 °Cṁ = 4 kg/scp = 4.18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 65 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.ยาก
ความยาวT140 °C70 °C21.98 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 140 เป็น 70 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 3 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 15 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 1500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT115 °C85 °C?10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลสวนทาง น้ำมันร้อน (1 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 115 เป็น 85 °C น้ำ (0.8 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 10 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 mm และ U = 500 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 1 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 85 °Cṁc = 0.8 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 242 kW
  2. 2. ΔTlm = 23.6 K
  3. 3. U = 1650 W/(m²·K)
  4. 4. A = 5.785 m²
  5. 5. A = 0.7067 m²
  6. 6. L = 24.93 m

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com