1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 125 إلى 85 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 110 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 125 → 85 °CTc: 30 → 110 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 4 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 200 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 125 إلى 35 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 110 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
A = 4 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 125 → 35 °CTc: 10 → 110 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 90 kW. يبرد المائع الساخن من 110 إلى 30 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 100 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,85، و U = 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 90 kWF = 0,85U = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 30 °CTc: 10 → 100 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 350 kW. يبرد المائع الساخن من 175 إلى 135 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 160 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 200 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 350 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 175 → 135 °CTc: 30 → 160 °C
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (1,5 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 95 إلى 35 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 2 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 15 °C. مع U = 1500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 35 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 90 إلى 55 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 15 °C. مع U = 1000 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 30,79 K
- 2. Q̇ = 15,66 kW
- 3. A = 9,174 m²
- 4. A = 37,84 m²
- 5. A = 3,552 m²
- 6. A = 0,7066 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.