1.سهلة
في مبادل حراري متعاكس الجريان يبرد المائع الساخن من 105 إلى 60 °C بينما يسخن المائع البارد من 30 إلى 60 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔTlm.
Th: 105 → 60 °CTc: 30 → 60 °C
ΔTlm = K
ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات
2.سهلة
في مبادل حراري يُبرَّد 0,2 kg/s من الإيثانول (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) من 75 إلى 50 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.
ṁ = 0,2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 75 → 50 °C
Q̇ = kW
3.متوسطة
مبادل حراري متعاكس الجريان ينقل 320 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 15 m². يبرد المائع الساخن من 90 إلى 65 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 65 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 320 kWA = 15 m²Th: 90 → 65 °CTc: 10 → 65 °C
U = W/(m²·K)
4.متوسطة
مبادل حراري متوازي الجريان ينقل 230 kW. مساحة انتقال الحرارة فيه 2 m². يبرد المائع الساخن من 145 إلى 70 °C ويسخن المائع البارد من 20 إلى 65 °C. أوجد معامل انتقال الحرارة الكلي U.
Q̇ = 230 kWA = 2 m²Th: 145 → 70 °CTc: 20 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.صعبة
يتكاثف البخار عند درجة ثابتة 120 °C على السطح الخارجي لأنابيب مكثّف مساحة انتقال الحرارة فيه 4 m² و U = 2000 W/(m²·K). يدخل ماء التبريد (1,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) الأنابيب عند 15 °C. أوجد درجة حرارة الماء الخارج Tc,out.
Ts = 120 °CA = 4 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.صعبة
في مبادل حراري مزدوج الأنبوب متوازي الجريان، يجري زيت ساخن (0,5 kg/s، cp = 2,1 kJ/(kg·K)) في الأنبوب الداخلي ويبرد من 125 إلى 75 °C. يدخل الماء (0,5 kg/s، cp = 4,18 kJ/(kg·K)) في الحيّز الحلقي عند 15 °C. قطر الأنبوب الداخلي 32 mm، و U = 150 W/(m²·K) مبني على هذا القطر. أوجد طول الأنبوب المطلوب L.
ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
مفتاح الإجابات
- 1. ΔTlm = 36,99 K
- 2. Q̇ = 12,2 kW
- 3. U = 560,7 W/(m²·K)
- 4. U = 3085 W/(m²·K)
- 5. Tc,out = 90,69 °C
- 6. L = 53,23 m
حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.