1.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 90 إلى 35 °C بينما يسخن المائع البارد من 20 إلى 30 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 90 → 35 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 2,5 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 200 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 90 إلى 75 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 75 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
A = 2,5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 25 → 75 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 300 kW. يبرد المائع الساخن من 130 إلى 95 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 120 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 300 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 20 → 120 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 180 kW. يبرد المائع الساخن من 125 إلى 60 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 40 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 180 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 60 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
5.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 1,5 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 110 °C والتيار البارد عند 10 °C. للمبادل A = 5 m² و U = 500 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 125 إلى 40 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 0,5 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 10 °C. مع U = 300 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 40 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 24,63 K
- 2. Q̇ = 14,54 kW
- 3. A = 11,62 m²
- 4. A = 4,674 m²
- 5. Th,out = 47,5 °C
- 6. A = 25,56 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.