1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 155 إلى 140 °C بينما يسخن المائع البارد من 15 إلى 95 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 155 → 140 °CTc: 15 → 95 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 0,5 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 125 إلى 90 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 35 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
A = 0,5 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 90 °CTc: 25 → 35 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 280 kW. يبرد المائع الساخن من 100 إلى 85 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 35 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 280 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 85 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
4.متوسطة
في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 110 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 10 إلى 40 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 2500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Ts = 110 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 40 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 100 إلى 50 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1,5 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 15 °C. مع U = 800 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,5 kJ/(kg·K)) من 130 إلى 90 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1,5 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 15 °C. مع U = 1000 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 90 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 88,56 K
- 2. Q̇ = 30,73 kW
- 3. A = 4,245 m²
- 4. A = 2,982 m²
- 5. A = 1,361 m²
- 6. A = 0,5551 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.