مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 2,5 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 500 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 175 إلى 70 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 135 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 180 إلى 100 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 30 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 140 kW. يبرد المائع الساخن من 160 إلى 120 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 150 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 200 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 100 kW. يبرد المائع الساخن من 80 إلى 65 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 55 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 1,5 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 175 °C والتيار البارد عند 30 °C. للمبادل A = 3 m² و U = 800 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 120 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 5 m² و U = 1500 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (3 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 20 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
مفتاح الإجابات
- 1. Q̇ = 56,02 kW
- 2. ΔTlm = 117,5 K
- 3. A = 17,91 m²
- 4. A = 3,243 m²
- 5. Th,out = 85,77 °C
- 6. Tc,out = 65,01 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.