1.سهلة
في مبادل حراري يُسخَّن 1,5 kg/s من خليط الجلايكول (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) من 25 إلى 60 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 1,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 25 → 60 °C
Q̇ = kW
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 180 إلى 155 °C بينما يسخن المائع البارد من 25 إلى 115 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 180 → 155 °CTc: 25 → 115 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 100 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (1,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 30 إلى 60 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 2500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Ts = 100 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 60 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 310 kW. يبرد المائع الساخن من 165 إلى 85 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 155 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 310 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 85 °CTc: 20 → 155 °C
A = m²
5.صعبة
في مبادل حراري مزدوج الأنبوب متوازي الجريان، يجري زيت ساخن (0,8 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) في الأنبوب الداخلي ويبرد من 100 إلى 70 °C. يدخل الماء (0,8 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) في الحيّز الحلقي عند 15 °C. قطر الأنبوب الداخلي 32 mm، و U = 150 W/(m²·K) مبني على هذا القطر. أوجد طول الأنبوب المطلوب L.
ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 70 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (2 kg/s، cp = 2,5 kJ/(kg·K)) من 80 إلى 45 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1,5 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 10 °C. مع U = 800 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 45 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. Q̇ = 189 kW
- 2. ΔTlm = 93,78 K
- 3. A = 1,404 m²
- 4. A = 10,55 m²
- 5. L = 56,03 m
- 6. A = 5,691 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.