1.سهلة
في مبادل حراري يُسخَّن 0,5 kg/s من خليط الجلايكول (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) من 15 إلى 75 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 0,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 15 → 75 °C
Q̇ = kW
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 115 إلى 85 °C بينما يسخن المائع البارد من 10 إلى 20 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 115 → 85 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 190 kW. يبرد المائع الساخن من 155 إلى 65 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 40 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 300 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 190 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 65 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 330 kW. يبرد المائع الساخن من 165 إلى 130 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 40 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 330 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 165 → 130 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
5.صعبة
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 0,5 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 165 °C والتيار البارد عند 20 °C. للمبادل A = 5 m² و U = 300 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 150 إلى 60 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 25 °C. مع U = 1500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 60 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. Q̇ = 108 kW
- 2. ΔTlm = 84,61 K
- 3. A = 7,786 m²
- 4. A = 5,832 m²
- 5. Th,out = 56,25 °C
- 6. A = 1,113 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.