1.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 155 إلى 100 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 90 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 155 → 100 °CTc: 30 → 90 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري يُسخَّن 0,5 kg/s من زيت خفيف (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 25 إلى 85 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 0,5 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 25 → 85 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
مبادل حراري متوازي الجريان ينقل 40 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 10 m². يبرد المائع الساخن من 95 إلى 45 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 25 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 40 kWA = 10 m²Th: 95 → 45 °CTc: 10 → 25 °C
U = W/(m²·K)
4.متوسطة
مبادل حراري متوازي الجريان ينقل 270 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 10 m². يبرد المائع الساخن من 155 إلى 85 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 70 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 270 kWA = 10 m²Th: 155 → 85 °CTc: 25 → 70 °C
U = W/(m²·K)
5.صعبة
في مبادل حراري مزدوج الأنبوب متعاكس الجريان، يجري زيت ساخن (0,3 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) في الأنبوب الداخلي ويبرد من 115 إلى 75 °C. يدخل الماء (1,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) في الحيّز الحلقي عند 10 °C. قطر الأنبوب الداخلي 20 mm، و U = 300 W/(m²·K) مبني على هذا القطر. أوجد طول الأنبوب المطلوب L.
ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,5 kJ/(kg·K)) من 140 إلى 85 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 2 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 20 °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: 140 → 85 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 45,53 K
- 2. Q̇ = 63 kW
- 3. U = 89,04 W/(m²·K)
- 4. U = 507 W/(m²·K)
- 5. L = 16,37 m
- 6. A = 0,7968 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.