1.سهلة
في مبادل حراري يُبرَّد 2 kg/s من خليط الجلايكول (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) من 65 إلى 25 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 2 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 65 → 25 °C
Q̇ = kW
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 130 إلى 85 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 65 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 130 → 85 °CTc: 30 → 65 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 410 kW. يبرد المائع الساخن من 105 إلى 65 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 85 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,88، و U = 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 410 kWF = 0,88U = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 65 °CTc: 30 → 85 °C
A = m²
4.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 770 kW. يبرد المائع الساخن من 125 إلى 50 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 45 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,8، و U = 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 770 kWF = 0,8U = 500 W/(m²·K)Th: 125 → 50 °CTc: 20 → 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 25 °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 = 25 °CA = 1,5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 0,5 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 90 °C والتيار البارد عند 25 °C. للمبادل A = 2 m² و U = 200 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 90 °CTc,in = 25 °CA = 2 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
مفتاح الإجابات
- 1. Q̇ = 288 kW
- 2. ΔTlm = 49,71 K
- 3. A = 34,76 m²
- 4. A = 37,76 m²
- 5. Th,out = 90,38 °C
- 6. Th,out = 61,11 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.