ورقة عمل المبادلات الحرارية (LMTD) مع الإجابات

مبادل حراري متعاكس الجريان مساحة انتقال الحرارة فيه 20 m² ومعامل انتقال الحرارة الكلي 800 W/(m²·K). يبرد المائع الساخن من 170 إلى 45 °C ويسخن المائع البارد من 15 إلى 60 °C. أوجد معدّل انتقال الحرارة Q̇.

في مبادل حراري متوازي الجريان يبرد المائع الساخن من 140 إلى 90 °C بينما يسخن المائع البارد من 15 إلى 45 °C. أوجد الفرق اللوغاريتمي المتوسط لدرجة الحرارة ΔT_lm.

ينقل مبادل حراري متوازي الجريان 360 kW. يبرد المائع الساخن من 130 إلى 70 °C ويسخن المائع البارد من 30 إلى 65 °C. معامل انتقال الحرارة الكلي 1500 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.

مبادل حراري من نوع الغلاف والأنابيب (ممرّ واحد للغلاف، ممرّان للأنابيب) يجب أن ينقل 530 kW. يبرد المائع الساخن من 105 إلى 65 °C ويسخن المائع البارد من 10 إلى 70 °C. معامل تصحيح LMTD لهذا الترتيب F = 0,92، و U = 800 W/(m²·K). أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.

يبرد زيت ساخن (1,5 kg/s، c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) من 115 إلى 50 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 2 kg/s من الماء (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 15 °C. مع U = 300 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.

يبرد زيت ساخن (1 kg/s، c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) من 115 إلى 85 °C في مبادل متعاكس الجريان. وهو يسخّن 1 kg/s من الماء (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) الداخل عند 10 °C. مع U = 1500 W/(m²·K)، أوجد مساحة انتقال الحرارة المطلوبة A.