1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 85 إلى 45 °C بينما يسخن المائع البارد من 15 إلى 50 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 85 → 45 °CTc: 15 → 50 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 120 إلى 100 °C بينما يسخن المائع البارد من 25 إلى 45 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 120 → 100 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 80 kW. يبرد المائع الساخن من 140 إلى 55 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 50 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,95، و U = 300 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 80 kWF = 0,95U = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 55 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
4.متوسطة
في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 130 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (3 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 15 إلى 70 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 2500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Ts = 130 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 70 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 145 إلى 110 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 25 °C. مع U = 1000 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 110 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,5 kJ/(kg·K)) من 180 إلى 70 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 25 °C. مع U = 1000 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 32,44 K
- 2. ΔTlm = 73,19 K
- 3. A = 5,532 m²
- 4. A = 3,263 m²
- 5. A = 0,8164 m²
- 6. A = 4,257 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.