زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) يبرد من 105 إلى 55 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 2 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 30 °C. لا تُفقد حرارة إلى المحيط. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 135 إلى 80 °C بينما يسخن المائع البارد من 20 إلى 95 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 290 kW. يبرد المائع الساخن من 105 إلى 80 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 80 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,95، و U = 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 80 kW. يبرد المائع الساخن من 125 إلى 100 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 25 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,9، و U = 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 1,5 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 115 °C والتيار البارد عند 30 °C. للمبادل A = 6 m² و U = 500 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
في مبادل حراري متعاكس الجريان للتيارين معدّل السعة الحرارية نفسه، ṁ·cp = 1 kW/K. يدخل التيار الساخن عند 160 °C والتيار البارد عند 30 °C. للمبادل A = 3 m² و U = 500 W/(m²·K). أوجد درجة حرارة الساخن الخارج Th,out.
مفتاح الإجابات
- 1. Tc,out = 42,56 °C
- 2. ΔTlm = 49,33 K
- 3. A = 10,03 m²
- 4. A = 1,873 m²
- 5. Th,out = 58,33 °C
- 6. Th,out = 82 °C
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.