1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 125 إلى 105 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 60 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 125 → 105 °CTc: 10 → 60 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 105 إلى 90 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 80 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 105 → 90 °CTc: 30 → 80 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 150 kW. يبرد المائع الساخن من 145 إلى 60 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 125 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 150 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 145 → 60 °CTc: 25 → 125 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 270 kW. يبرد المائع الساخن من 180 إلى 50 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 90 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 270 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 180 → 50 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
5.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 3 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 180 °C والتيار البارد عند 20 °C. للمبادل A = 4 m² و U = 500 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 180 °CTc,in = 20 °CA = 4 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 110 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 2 m² و U = 1000 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (0,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 10 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 110 °CA = 2 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 79,05 K
- 2. ΔTlm = 39,98 K
- 3. A = 3,731 m²
- 4. A = 4,379 m²
- 5. Th,out = 116 °C
- 6. Tc,out = 71,59 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.