1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 90 إلى 70 °C بينما يسخن المائع البارد من 25 إلى 35 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 90 → 70 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 115 إلى 95 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 85 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 115 → 95 °CTc: 10 → 85 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 240 kW. يبرد المائع الساخن من 85 إلى 55 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 60 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,92، و U = 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 240 kWF = 0,92U = 500 W/(m²·K)Th: 85 → 55 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
4.متوسطة
مبادل حراري متعاكس الجريان ينقل 260 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 4 m². يبرد المائع الساخن من 115 إلى 50 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 55 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 260 kWA = 4 m²Th: 115 → 50 °CTc: 15 → 55 °C
U = W/(m²·K)
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 145 إلى 65 °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 = 500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (2 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 150 إلى 110 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 2 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 = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 110 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 49,83 K
- 2. ΔTlm = 52,81 K
- 3. A = 19,02 m²
- 4. U = 1401 W/(m²·K)
- 5. A = 2,136 m²
- 6. A = 2,217 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.