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 ไกลคอลผสม 2 kg/s (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 60 เป็น 30 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 2 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 60 → 30 °C
Q̇ = kW
2.ง่าย
ความยาวT95 °C50 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ของไหลร้อนเย็นลงจาก 95 เป็น 50 °C ขณะที่ของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 40 °C หาผลต่างอุณหภูมิเฉลี่ยลอการิทึม ΔTlm

Th: 95 → 50 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
3.ปานกลาง
ความยาวT90 °C60 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 260 kW มีพื้นที่ถ่ายเทความร้อน 2 m² ของไหลร้อนเย็นลงจาก 90 เป็น 60 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 40 °C จงหาสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวม U

Q̇ = 260 kWA = 2 m²Th: 90 → 60 °CTc: 30 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.ปานกลาง
ความยาวT165 °C40 °C130 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 320 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 165 เป็น 40 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 130 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 320 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 165 → 40 °CTc: 25 → 130 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT80 °C40 °C35.1 °C15 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (2 kg/s, cp = 2.1 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 80 เป็น 40 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 2 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 15 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 1500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.1 kJ/(kg·K)Th: 80 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.ยาก
ความยาวT80 °C60 °C15.98 °C10 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 80 เป็น 60 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง ทำให้น้ำ 1 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 10 °C ร้อนขึ้น เมื่อ U = 500 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 60 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

เฉลย

  1. 1. Q̇ = 216 kW
  2. 2. ΔTlm = 34.6 K
  3. 3. U = 3320 W/(m²·K)
  4. 4. A = 27.11 m²
  5. 5. A = 3.295 m²
  6. 6. A = 0.8815 m²

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com