1.سهلة
في مبادل حراري يُبرَّد 2 kg/s من ماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) من 60 إلى 45 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 60 → 45 °C
Q̇ = kW
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 170 إلى 65 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 70 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 170 → 65 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 410 kW. يبرد المائع الساخن من 95 إلى 70 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 55 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 410 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 70 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
4.متوسطة
ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 60 kW. يبرد المائع الساخن من 170 إلى 140 °C ويسخن المائع البارد من 25 إلى 120 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
Q̇ = 60 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 140 °CTc: 25 → 120 °C
A = m²
5.صعبة
يبرد زيت ساخن (1 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) من 130 إلى 65 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1,5 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 = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.صعبة
يبرد زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,3 kJ/(kg·K)) من 150 إلى 75 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 0,5 kg/s من الماء (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 15 °C. مع U = 300 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.
ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
مفتاح الإجابات
- 1. Q̇ = 125,4 kW
- 2. ΔTlm = 61,92 K
- 3. A = 24,05 m²
- 4. A = 1,189 m²
- 5. A = 1,542 m²
- 6. A = 3,802 m²
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.