1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 130 إلى 110 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 110 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 130 → 110 °CTc: 30 → 110 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 135 إلى 85 °C بينما يسخن المائع البارد من 20 إلى 110 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 135 → 85 °CTc: 20 → 110 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 110 kW. يبرد المائع الساخن من 115 إلى 35 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 25 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 110 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 35 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
4.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 770 kW. يبرد المائع الساخن من 90 إلى 75 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 50 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,85، و U = 1000 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 770 kWF = 0,85U = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 1,5 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 130 °C والتيار البارد عند 10 °C. للمبادل A = 2 m² و U = 500 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 130 °CTc,in = 10 °CA = 2 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 135 إلى 50 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 25 °C. مع U = 300 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 43,28 K
- 2. ΔTlm = 41,86 K
- 3. A = 1,445 m²
- 4. A = 21,34 m²
- 5. Th,out = 82 °C
- 6. A = 11,29 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.