ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات

زيت ساخن (2 kg/s، c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) يبرد من 120 إلى 70 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 0,8 kg/s من الماء (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 25 °C. لا تُفقد حرارة إلى المحيط. أوجد درجة حرارة الماء الخارج T_c,out.

مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 2 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 500 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 90 إلى 45 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 65 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.

مبادل حراري متعاكس الجريان ينقل 240 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 4 m². يبرد المائع الساخن من 110 إلى 80 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 100 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.

ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 40 kW. يبرد المائع الساخن من 80 إلى 35 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 60 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.

يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) من 165 إلى 70 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1,5 kg/s من الماء (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 15 °C. مع U = 1000 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.

في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·c_p = 2 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 150 °C والتيار البارد عند 15 °C. للمبادل A = 2 m² و U = 500 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج T_h,out.