1.سهلة
في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 100 إلى 60 °C بينما يسخن المائع البارد من 20 إلى 35 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 100 → 60 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري يُسخَّن 2 kg/s من خليط الجلايكول (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) من 15 إلى 35 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 2 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 15 → 35 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 100 kW. يبرد المائع الساخن من 120 إلى 80 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 105 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 100 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 80 °CTc: 25 → 105 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 370 kW. يبرد المائع الساخن من 125 إلى 50 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 110 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 370 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 125 → 50 °CTc: 15 → 110 °C
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 170 إلى 85 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 30 °C. مع U = 800 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 85 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (1,5 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 115 إلى 70 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 3 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 47,29 K
- 2. Q̇ = 144 kW
- 3. A = 4,06 m²
- 4. A = 31,35 m²
- 5. A = 1,49 m²
- 6. A = 2,77 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.