التدريب لاختبار FE للهندسة الكيميائية: مسائل تدريبية وأسئلة امتحانات

مسائل تدريب لاختبار أساسيات الهندسة (FE) للهندسة الكيميائية: موازنات المادة والطاقة، والديناميكا الحرارية والاتزان، والحركية وتصميم المفاعلات، وانتقال الحرارة وجريان الموائع.

تدرّب على هذا المقرّر مجانًاتدرّب على هذا المقرّرخُض امتحانًا تجريبيًا5 مسائل مجانية كل يوم. لا حاجة إلى بطاقة.

حزمة المراجعة المكثفة (PDF)أوراق قوانين وخطوات الحل ومسائل تدريبية بحلولها الكاملة، جاهزة للطباعة.

هذه مادة تدريب مستقلة. ExamProblems غير تابع للجهة التي تنظّم هذا الامتحان ولا معتمد منها، ويُستخدم اسم الامتحان لوصف المحتوى فقط.

مواضيع هذا المقرّر

  1. موازنة الكتلةخلط تيارين · الخلط لبلوغ هدف · المبخّرحسابات
  2. موازنة الطاقةتسخين تيار · مبادل حراري · مبادل مع فقد حراريحسابات
  3. قانون الغاز المثاليP من n و V و T · من الكتلة · تغيّر الحالة أو الكثافةحسابات
  4. الحسابات الكيميائيةمن كتلة إلى كتلة · المتفاعل المحدِّد · المردود المئويحسابات
  5. الاتزان الكيميائيKc من التراكيز · جدول ICE · جدول ICE مع معادلة تربيعيةحسابات
  6. قياس الحرارة (المسعرية) والإنثالبيالتسخين بـ q = m·c·ΔT · المسعر · إنثالبي التكوينحسابات
  7. حركية التفاعلاتالرتبة الأولى · التحوّل والرتبة الثانية · أرينيوسحسابات
  8. تحجيم المفاعلات (CSTR و PFR)CSTR رتبة أولى · PFR رتبة أولى · التحوّل من الحجمحسابات
  9. المبادلات الحرارية (LMTD)LMTD · المساحة المطلوبة · تصميم كاملحسابات
  10. التوصيل الحراريجدار مفرد · جدار مركّب · جدار مع حمل حراريحسابات
  11. احتكاك الأنابيب وفاقد السمتعدد رينولدز · فاقد السمت بمعادلة دارسي–فايسباخ · الفواقد الثانوية والسمت الكليحسابات
  12. المضخات وقدرة المضخاتالقدرة الهيدروليكية · كفاءة المضخة · سمت المنظومة والقدرةحسابات

نصائح امتحان التدريب لاختبار FE للهندسة الكيميائية

  • اختر أساسًا للحساب وارسم مخطط العملية قبل كتابة الموازنات.
  • في مفاعلات الرتبة الأولى، تذكّر أن PFR يحتاج دائمًا إلى حجم أصغر من CSTR للتحوّل نفسه.
  • انتبه إلى ما إذا كانت ΔT فرقًا (K أو °C) أم درجة حرارة مطلقة (K).

أمثلة محلولة

موازنة الكتلةسهلة
الخلّاطالتيار 1300 kg/h · 30% الملحالتيار 2250 kg/h · 40% الملحالتيار 3x₃ = ? %

يُخلط محلولان من الملح في حالة مستقرة. أوجد الكسر الكتلي لـ الملح في المخرج x3.

ṁ1 = 300 kg/hx1 = 30 %ṁ2 = 250 kg/hx2 = 40 %

المطلوب: x3 (%)

أظهر التلميحات
  1. في الحالة المستقرة ما يدخل يخرج: اكتب موازنة كلية وموازنة للمكوّن المذاب.
  2. الكلية: ṁ₁ + ṁ₂ = ṁ₃. المكوّن: ṁ₁x₁ + ṁ₂x₂ = ṁ₃x₃.
  3. ṁ3 = 550 kg/h.
أظهر الإجابة والحل خطوة بخطوة

موازنة الكتلة في الحالة المستقرة: الداخل = الخارج، للكتلة الكلية ولكل مكوّن على حدة (دون تفاعل).

الموازنة الكلية

ṁ3 = ṁ1 + ṁ2 = 300 + 250 = 550 kg/h

موازنة الملح

ṁ1x1 + ṁ2x2 = ṁ3x3
x3 = (300·30 + 250·40)/550 = 34,55 %

الإجابة

x3 = 34,55 %
موازنة الطاقةمتوسطة
الجانب الساخنالجانب الباردخليط الجلايكول · 150 °C120 °Cماء · 15 °Ct = ? °C

يبرّد خليط الجلايكول ساخن الماءَ في مبادل حراري متعاكس الجريان دون فقد حراري. أوجد درجة حرارة الماء الخارج tout.

ṁh = 1 kg/scp,h = 3,6 kJ/(kg·K)Th: 150 → 120 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C

المطلوب: tout (°C)

أظهر التلميحات
  1. الحرارة التي يفقدها التيار الساخن تساوي الحرارة التي يكتسبها التيار البارد.
  2. أوجد Q من الجانب الساخن أولًا، لأنك تعرف درجتي حرارته كلتيهما.
  3. Q = 108 kW.
أظهر الإجابة والحل خطوة بخطوة

موازنة طاقة المبادل: دون فقد، ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin).

الحرارة التي يطلقها التيار الساخن

Q = 1·3,6·(150 − 120) = 108 kW

الحرارة التي يكتسبها الماء

tout = tin + Q/(ṁccp,c) = 15 + 108/(1·4,18) = 40,84 °C

الإجابة

tout = 40,84 °C

كيف يعمل التدريب

  • يمزج «تدرّب على هذا المقرّر» مسائل من كل مواضيعه، كما في امتحان حقيقي.
  • لكل مسألة قيم جديدة، فتتعلّم الطريقة بدلًا من حفظ إجابة.
  • هل علِقت؟ افتح تلميحًا صغيرًا أولًا، والشرح الكامل فقط عندما تحتاج إليه.
  • الامتحانات التجريبية محدّدة بوقت ومن دون تلميحات، وتحصل في النهاية على درجتك ومراجعة كاملة.

آلات حاسبة لهذا المقرّر

حاسبة التوصيل الحراريحاسبة قانون الغاز المثاليحاسبة فاقد السمت في الأنابيب (دارسي–فايسباخ)حاسبة قدرة المضخةحاسبة حجم CSTR و PFRحاسبة عدد رينولدزحاسبة LMTD (فرق درجة الحرارة اللوغاريتمي المتوسط)حاسبة الحرارة النوعية (q = mcΔT)حاسبة نسبة المردود المئويةحاسبة الكيمياء الحسابية (من غرام إلى غرام والمتفاعل المحدِّد)حاسبة الكتلة الموليةحاسبة قانون الغاز المركّب (بويل وشارل وغاي-لوساك)حاسبة الصيغة الأولية (والصيغة الجزيئية)

مقرّرات ذات صلة

الكيمياء العامةموازنات المادة والطاقةهندسة التفاعلات الكيميائيةالتدريب لاختبار FE للهندسة الميكانيكيةالديناميكا الحرارية 1ميكانيكا الموائعانتقال الحرارةالهندسة الهيدروليكية
تدرّب على هذا المقرّر مجانًاتدرّب على هذا المقرّرخُض امتحانًا تجريبيًا5 مسائل مجانية كل يوم. لا حاجة إلى بطاقة.