1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 155 إلى 120 °C بينما يسخن المائع البارد من 15 إلى 40 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 155 → 120 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 95 إلى 55 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 40 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 95 → 55 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 210 kW. يبرد المائع الساخن من 100 إلى 35 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 80 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,95، و U = 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 210 kWF = 0,95U = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 35 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 160 kW. يبرد المائع الساخن من 105 إلى 60 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 45 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 160 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 105 → 60 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
5.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 4 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 110 °C والتيار البارد عند 20 °C. للمبادل A = 1,5 m² و U = 800 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 20 °CA = 1,5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 140 إلى 120 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 2 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 30 °C. مع U = 200 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 120 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 109,9 K
- 2. ΔTlm = 38,05 K
- 3. A = 12,72 m²
- 4. A = 5,151 m²
- 5. Th,out = 89,23 °C
- 6. A = 1,066 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.