1.سهلة
تيار من الإيثانول يتدفّق بمعدّل 1 kg/s يُسخَّن من 10 °C إلى 50 °C. أوجد الحمل الحراري Q.
ṁ = 1 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)Tin = 10 °CTout = 50 °C
Q = kW
ورقة عمل موازنة الطاقة مع الإجابات
2.سهلة
تيار من زيت خفيف يتدفّق بمعدّل 5 kg/s يُسخَّن من 40 °C إلى 75 °C. أوجد الحمل الحراري Q.
ṁ = 5 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)Tin = 40 °CTout = 75 °C
Q = kW
3.متوسطة
يبرّد زيت خفيف ساخن الماءَ في مبادل حراري متعاكس الجريان دون فقد حراري. أوجد درجة حرارة الماء الخارج tout.
ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 120 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 25 °C
tout = °C
4.متوسطة
يبرّد الإيثانول ساخن الماءَ في مبادل حراري متعاكس الجريان دون فقد حراري. أوجد درجة حرارة الماء الخارج tout.
ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 130 → 100 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 20 °C
tout = °C
5.صعبة
يسخّن الإيثانول ساخن الماءَ في مبادل يفقد إلى المحيط 15% من الحرارة التي يطلقها التيار الساخن. أوجد تدفّق الماء اللازم ṁc.
ṁh = 2,5 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 180 → 150 °Ct: 25 → 75 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)الفقد = 15 %
ṁc = kg/s
6.صعبة
يسخّن الإيثانول ساخن الماءَ في مبادل يفقد إلى المحيط 10% من الحرارة التي يطلقها التيار الساخن. أوجد تدفّق الماء اللازم ṁc.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,44 kJ/(kg·K)Th: 160 → 90 °Ct: 20 → 55 °Ccp,c = 4,18 kJ/(kg·K)الفقد = 10 %
ṁc = kg/s
مفتاح الإجابات
- 1. Q = 97,6 kW
- 2. Q = 367,5 kW
- 3. tout = 37,56 °C
- 4. tout = 37,51 °C
- 5. ṁc = 0,7443 kg/s
- 6. ṁc = 1,051 kg/s
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.