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
ความยาวT145 °C80 °C?20 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

น้ำมันร้อน (2 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) เย็นลงจาก 145 เป็น 80 °C ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง มันทำให้น้ำ 1 kg/s (cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ที่เข้ามาที่ 20 °C ร้อนขึ้น ไม่มีความร้อนสูญเสียสู่สิ่งแวดล้อม จงหาอุณหภูมิน้ำขาออก Tc,out

ṁh = 2 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 80 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
2.ง่าย

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ไกลคอลผสม 3 kg/s (cp = 3.6 kJ/(kg·K)) ถูกทำให้เย็นลงจาก 120 เป็น 75 °C จงหาอัตราการถ่ายเทความร้อน Q̇

ṁ = 3 kg/scp = 3.6 kJ/(kg·K)T: 120 → 75 °C
Q̇ = kW
3.ปานกลาง
ความยาวT100 °C80 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 330 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 100 เป็น 80 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 30 เป็น 75 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 800 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 330 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 100 → 80 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
4.ปานกลาง
ความยาวT180 °C80 °C130 °C25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทางถ่ายเทความร้อน 80 kW ของไหลร้อนเย็นลงจาก 180 เป็น 80 °C และของไหลเย็นร้อนขึ้นจาก 25 เป็น 130 °C สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมคือ 800 W/(m²·K) หาพื้นที่ถ่ายเทความร้อน A ที่ต้องใช้

Q̇ = 80 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 80 °CTc: 25 → 130 °C
A = m²
5.ยาก
ความยาวT125 °C??25 °CΔT₁ΔT₂ไหลสวนทาง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลสวนทาง สายการไหลทั้งสองมีอัตราความจุความร้อนเท่ากัน ṁ·cp = 3 kW/K สายการไหลร้อนเข้าที่ 125 °C และสายการไหลเย็นเข้าที่ 25 °C เครื่องมี A = 5 m² และ U = 800 W/(m²·K) จงหาอุณหภูมิขาออกของสายร้อน Th,out

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 25 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.ยาก
ความยาวT125 °C50 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂ไหลขนาน

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคู่ไหลขนาน น้ำมันร้อน (0.5 kg/s, cp = 2.5 kJ/(kg·K)) ไหลในท่อด้านในและเย็นลงจาก 125 เป็น 50 °C น้ำ (1 kg/s, cp = 4.18 kJ/(kg·K)) ในช่องวงแหวนเข้าที่ 10 °C ท่อด้านในมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 mm และ U = 300 W/(m²·K) อิงตามเส้นผ่านศูนย์กลางนี้ จงหาความยาวท่อ L ที่ต้องการ

ṁh = 0.5 kg/scp,h = 2.5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 50 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

เฉลย

  1. 1. Tc,out = 97.75 °C
  2. 2. Q̇ = 486 kW
  3. 3. A = 11.44 m²
  4. 4. A = 1.906 m²
  5. 5. Th,out = 67.86 °C
  6. 6. L = 47.95 m

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com