1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 130 إلى 95 °C بينما يسخن المائع البارد من 25 إلى 120 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 130 → 95 °CTc: 25 → 120 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 8 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 170 إلى 65 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 30 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
A = 8 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 65 °CTc: 20 → 30 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 390 kW. يبرد المائع الساخن من 145 إلى 75 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 105 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 390 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 145 → 75 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 230 kW. يبرد المائع الساخن من 140 إلى 85 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 65 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 300 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 230 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 85 °CTc: 25 → 65 °C
A = m²
5.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 2 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 135 °C والتيار البارد عند 15 °C. للمبادل A = 3 m² و U = 800 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 135 °CTc,in = 15 °CA = 3 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.صعبة
في مبادل حراري مزدوج الأنبوب متوازي الجريان، يجري زيت ساخن (0,2 kg/s، cp = 2,5 kJ/(kg·K)) في الأنبوب الداخلي ويبرد من 160 إلى 75 °C. يدخل الماء (0,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) في الحيّز الحلقي عند 10 °C. قطر الأنبوب الداخلي 40 mm، و U = 200 W/(m²·K) مبني على هذا القطر. أوجد طول الأنبوب المطلوب L.
ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 30,83 K
- 2. Q̇ = 535,7 kW
- 3. A = 11,48 m²
- 4. A = 11,41 m²
- 5. Th,out = 69,55 °C
- 6. L = 19,45 m
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.