1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 175 إلى 115 °C بينما يسخن المائع البارد من 15 إلى 55 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 175 → 115 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 170 إلى 55 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 65 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 170 → 55 °CTc: 30 → 65 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متعاكس الجريان 360 kW. يبرد المائع الساخن من 165 إلى 80 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 45 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 300 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 360 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 165 → 80 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
4.متوسطة
في مكثّف، يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 110 °C على السطح الخارجي للأنابيب. يجري ماء التبريد (0,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) داخل الأنابيب ويسخن من 20 إلى 35 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 2500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Ts = 110 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 35 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 105 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 3 m² و U = 2500 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (1 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 10 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 105 °CA = 3 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 145 إلى 100 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 0,5 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 30 °C. مع U = 1000 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 100 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 109,7 K
- 2. ΔTlm = 55,75 K
- 3. A = 12,94 m²
- 4. A = 0,1524 m²
- 5. Tc,out = 89,21 °C
- 6. A = 0,6494 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.