ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات

زيت ساخن (0,5 kg/s، c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) يبرد من 155 إلى 65 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 kg/s من الماء (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 30 °C. لا تُفقد حرارة إلى المحيط. أوجد درجة حرارة الماء الخارج T_c,out.

في مبادل حراري يُسخَّن 2 kg/s من زيت خفيف (c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) من 30 إلى 55 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.

مبادل حراري متوازي الجريان ينقل 340 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 2 m². يبرد المائع الساخن من 155 إلى 75 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 45 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.

ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 350 kW. يبرد المائع الساخن من 105 إلى 90 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 45 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.

يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 120 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 6 m² و U = 2000 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (2 kg/s، c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 25 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج T_c,out.

في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·c_p = 1,5 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 100 °C والتيار البارد عند 20 °C. للمبادل A = 5 m² و U = 500 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج T_h,out.