1.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 120 إلى 85 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 40 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 120 → 85 °CTc: 10 → 40 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 110 إلى 40 °C بينما يسخن المائع البارد من 15 إلى 40 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 110 → 40 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 610 kW. يبرد المائع الساخن من 160 إلى 130 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 55 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,88، و U = 200 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 610 kWF = 0,88U = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 130 °CTc: 15 → 55 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 330 kW. يبرد المائع الساخن من 115 إلى 75 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 50 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 200 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 330 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 75 °CTc: 20 → 50 °C
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,5 kJ/(kg·K)) من 150 إلى 85 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 0,5 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 30 °C. مع U = 1500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (2 kg/s، cp = 2,5 kJ/(kg·K)) من 135 إلى 65 °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 = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 72,72 K
- 2. ΔTlm = 43,71 K
- 3. A = 31,53 m²
- 4. A = 31,47 m²
- 5. A = 2,241 m²
- 6. A = 19,93 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.